Твердотельное реле: схема, принцип работы, подключение

Чтобы обеспечить бесконтактную коммуникацию различных устройств без использования электромагнитов применяют твердотельное реле. Об особенностях, принципе действия и схеме подключения данного устройства поговорим далее.

Оглавление:

1. Твердотельное реле — принцип работы
2. Преимущества и сфера использования твердотельного реле
3. Разновидности твердотельных реле
4. Выбор и покупка твердотельного реле
5. Особенности подключения твердотельного реле

Твердотельное реле — принцип работы

Твердотельное реле — это устройство, обеспечивающее контакт между низковольтными и высоковольтными электрическими цепями.

Рассматривая структуру данного прибора, большинство моделей схожи между собой, имеют незначительные отличия, которые никак не влияют на принцип их работы.

Структура твердотельного реле включает наличие:

• входа,
• оптической развязки,
• триггерной цепи,
• цепи переключателя,
• цепи защиты.

Входом является первичная цепь, которая характеризуется наличием резистора на постоянном изоляторе, который имеет последовательное подключение. Основная функция цепи входа состоит в принятии сигнала и передаче команды устройству твердотельного реле, которое коммутирует нагрузку.

В качестве изоляции входной и выходной сети с переменным током используется устройство оптической развязки. От типа данного компонента, зависит вид реле и его принцип работы.

Для обработки входного сигнала и переключения выхода используется конструкция триггерной цепи. Она выступает, как отдельный элемент, а в некоторых моделях входит в состав оптической развязки.

Чтобы подать силу напряжения на нагрузку используется цепь переключающего типа, которая включает транзистор, кремниевый диод и симистор.

Чтобы защитить твердотельное реле от сбоев в работе или возникновения ошибок, используется отдельная защитная цепь. Это устройство бывает двух видов: внутреннего и внешнего.

Твердотельное реле схема состоит из:

• системы контроля,
• устройства твердотельного реле,
• двигателя, насоса, сварочного аппарата, трансформатора или нагревателя.

Чтобы коммутировать индуктивную нагрузку с помощью твердотельного реле следует увеличить запас тока в 6-8 раз.

Принцип работы твердотельного реле состоит в замыкании или размыкании контактов, которые передают напряжение непосредственно на реле. Чтобы привести в действие контакты необходимо наличие активатора. Его роль в твердотельном реле выполняет полупроводник или твердотельный прибор. В устройствах которые работают при переменном токе это тиристор или симистор, а для приборов с постоянным током — транзистор.

Прибор, который характеризуется наличием ключевого транзистора, является твердотельным реле. Это, например, датчик движения или света, который с помощью транзистора осуществляет передачу напряжения.

Между напряжением в катушке и силовых контактах появляется действие гальванической развязки, которое исчезает в следствие наличия оптической цепи.

Преимущества и сфера использования твердотельного реле

Твердотельное реле часто заменяет обычные контактеры из-за большого количества преимуществ перед ними. Рассмотрим основные достоинства твердотельного реле:

1. Небольшое потребление энергии — из-за отсутствия электромагнитного разнесения, электромагнитное реле потребляет много электроэнергии, так как в твердотельном реле используется полупроводник, количество электроэнергии для его работы меньше на 90%.

2. Твердотельное реле малогабаритное устройство, это качество позволяет его легко транспортировать и устанавливать.

3. Данное устройство характеризуется высоким уровнем быстродействия и не требует ожидания для запуска.

4. Низкая шумопроизводительность — еще одно преимущество твердотельного реле перед контактерами.

5. Такие приборы отличаются более длительным сроком эксплуатации и не требуют дополнительного технического обслуживания.

6. Имеют большую сферу использования и подходят для разных приборов.

7. Твердотельное реле позволяет включать цепь не допуская помех электромагнитного характера.

8. Высокий уровень быстродействия позволяет избежать дребезга контактов во время работы устройства.

9. Твердотельное реле позволяет осуществить более миллиарда срабатываний.

10. Наличие надежной изоляции между цепями входа и коммутации повышает производительность прибора.

11. Реле отличается наличием компактной герметичной конструкции и стойкой вибрацией перед ударами.

Сфера использования твердотельного реле достаточно широкая. Их используют в том случае, если возникает необходимость в коммутации индуктивной нагрузки. Рассмотрим основные области применения данного устройства:

• система, в которой производится регулировка температуры при помощи тэна;
• чтобы поддержать постоянную температуру в технологическом процессе;
• для коммутирования цепи управления;
• при выполнении замены пускателей бесконтактного реверсного типа;
• управление электрическими двигателями;
• контроль нагрева, трансформаторов и других технических приборов;
• регулирование уровня освещения.

Разновидности твердотельных реле

Есть несколько разновидностей твердотельного реле, которые отличаются особенностями контролирующего и коммутируемого напряжения:

1. Твердотельные реле постоянного тока — используется при действии постоянного электричества в диапазоне от 3 до 32-х Вт. Характеризуется высокими удельными характеристиками, светодиодной индикацией, высокой надежностью. Большинство моделей имеют широкий диапазон рабочих температур от -30 до +70 градусов.

2. Твердотельные реле переменного тока отличается низким уровнем электромагнитных помех, отсутствием шума во время работы, низким потреблением электроэнергии и высокой скоростью работы. Рабочий интервал составляет 90-250 Вт.

3. Твердотельные реле с ручным управление, позволяют настраивать тип работы.

В соотношении с типом нагрузки выделяют:

• однофазное твердотельное реле,
• трехфазное твердотельное реле.

Однофазное реле позволяет коммутировать электричество в диапазоне 10-120 А, или в диапазоне 100-500 А. Фазовое управление осуществляется при помощи аналогового сигнала и переменного резистора. Трехфазные реле применяют для коммутации тока сразу на трех фазах одновременно. Они имеют рабочий интервал от 10 до 120 А. Среди трехфазных реле выделяют устройства реверсивного типа, которые отличаются маркировкой и бесконтактной коммукацией. Их функция состоит в надежной коммутации каждой цепи отдельно. Специальные устройства способны надежно защищать реле от ложных включений.

Они используются во время запуска и работы асинхронного двигателя, который производит их реверс. При выборе данного устройства необходимо соблюдать большой запас мощности тока, который безопасно и эффективно эксплуатирует устройство.

Чтобы избежать возникновения перенапряжений при использовании реле, следует обязательно приобрести варистор или предохранитель быстрого действия.

Трехфазные реле отличаются более длительным сроком эксплуатации, чем однофазные. Коммукация происходит в следствие перехода тока через ноль и светодиодную индикацию.

В соотношении с методом коммукации выделяют:

• устройства, выполняющие нагрузки емкостного типа, редуктивного типа, слабой индукции;
• реле со случайным или мгновенным включением, используются в том случае, когда требуется мгновенное срабатывание;
• реле с наличием фазового управления, позволяют производить настройку нагревательных элементов, ламп накаливания.

В соотношении с конструкцией твердотельные реле бывают:

• монтируемые на Д И Н рейки,
• универсальные, устанавливаемые на планки переходного типа.

Выбор и покупка твердотельного реле

Чтобы купить твердотельное реле, следует обратиться в специализированный магазин электроники, в котором опытные специалисты помогут подобрать устройство, в соотношении с необходимой мощностью.

Твердотельное реле цена определяется такими характеристиками:

• тип устройства,
• наличие крепежных элементов,
• материал, из которого изготовлен корпус,
• мгновенное или постепенное включение,
• наличие дополнительных функций,
• производитель,
• мощность,
• потребление электроэнергии,
• габариты прибора.

Во время покупки твердотельного реле, следует учесть один очень важный момент. Данные устройства должны работать с запасом мощности, который превышает мощность устройства в несколько раз. Если не придерживаться этого правила, при небольшом повышении мощности, прибор мгновенно выйдет из строя.

Рекомендуется использование специальных предохранителей, которые помогут избежать поломки реле.

Есть несколько разновидностей предохранителей:

• g R — используются во широком диапазоне мощностей, отличаются быстрым действием;
• g S — используются во всем диапазоне тока, защищаю элементы полупроводников от повышенных нагрузок электросети;
• a R — защищают элементы полупроводникового типа от возникновения коротких замыканий.

Такие устройства имеют достаточно высокую стоимость, которая приравнивается к стоимости самого реле, но они обеспечивают высокоэффективную защиту устройства от поломки.

Существуют другие предохранители, которые относятся к классу В, С и D. Они отличаются меньшим спектром защиты и более дешевой стоимостью.

Во время эксплуатации твердотельного реле, следует учесть, что данный прибор очень быстро нагревается. Если корпус устройства очень сильно нагрелся, то оно не способно коммутировать ток в обычном режиме, количество тока очень сильно снижается. Если температура нагрева достигнет 65 градусов, то прибор сгорит.

Поэтому во время использования реле обязательно требуется установка охлаждающего радиатора. И запас тока должен быть в три, четыре раза выше. Если производится регулировка двигателей асинхронного типа, то запас тока увеличивается в восемь-десять раз.

Особенности подключения твердотельного реле

Рекомендации по самостоятельному подключению твердотельного реле:

1. Соединения не требуют использования пайки, а осуществляются винтовым способом.

2. Чтобы избежать повреждения прибора нельзя допускать попадания в него пыли или элементов металлического происхождения.

3. Не разрешается прилагать недопустимые внешние воздействия на корпус устройства.

4. Не размещайте твердотельное реле рядом с легко воспламеняющимися предметами, а также не прикасайтесь к прибору, в то время когда он работает, чтобы избежать получения ожогов.

5. Перед включением реле следует убедиться в правильной коммутации соединений.

6. В случае нагрева корпусы выше 60 градусов, рекомендуется установка реле на радиатор охлаждения.

7. Чтобы избежать повреждения прибора нельзя допускать возникновения короткого замыкания на выходе.

 

инструкция по сборке и советы по подключению

Что такое твердотельные реле и их классификация

Самодельное твердотельное реле

Твердотельные реле (или ТТР) – это электронные приборы со структурой, не содержащей механических компонентов. Принцип их действия основан на особенностях работы полупроводниковых переходов, отличающихся высокой скоростью коммутаций и защищенностью от физических полей.

Переключение твердотельных реле основано на принципе срабатывания электронного ключа.

В качестве ключевых элементов в этих изделиях традиционно применяются такие распространенные электронные компоненты, как транзисторы, управляемые диоды или тиристоры. В зависимости от используемых при их изготовлении структур ТТР подразделяются на приборы, построенные на основе одного из перечисленных элементов (реле на симисторах, например).

В соответствии с режимами работы и по виду коммутируемых напряжений образцы твердотельных реле, изготавливаемых на базе полупроводников, делятся на следующие группы:

• устройства, коммутирующие постоянный ток;
• приборы, управляющие работой нагрузочных линий с переменными токовыми параметрами;
• универсальные изделия, работающие в различных цепях.

Для первых устройств характерно управление постоянными напряжениями величиной не более 32 Вольт. Представители двух оставшихся позиций способны коммутировать значительные по величине потенциалы (вплоть до десятков киловольт).

Принцип действия

Схема всех SSR практически одинаковая, даже если есть разница, она никак не влияет на принцип действия.

Схема SSR постоянного тока

Принцип действия механизма заключается в замыкании и размыкания контактов, которые передают напряжение. Выполняется это с помощью активатора, то есть твердотельного прибора.В зависимости от характера тока (переменного или постоянного) используется тип силового элемента (полупроводниковый прибор). Для постоянного тока используются транзисторы, для переменного – симисторы и тиристоры. Транзистор пропускает постоянный ток. Симистор проводит ток в двух направлениях, а тиристор может проводить напряжение и в 1ом и в 2х направлениях.

Схема твердотельного реле переменного тока

Схема цепей

На вход поступает электрический сигнал, дальше он подаётся на оптический светодиод. Оптическая развязка обеспечивает изоляцию между входной, промежуточной и выходной цепью. В работу включается триггерная цепь. Она управляет переключением выхода ТТР. Переключающая цепь передает напряжение на нагрузку, которая представлена транзистором, тиристором или симистором. Защитная цепь нужна для надежной работы ТТР при различных нагрузках.

Для предотвращения сгорания контактов устройства, рекомендуется установка предохранителя.

Что нужно знать о работе реле?

Напряжение срабатывания

Напряжение, которое обозначено на корпусе реле, – это усредненное оптимальное напряжение. На автомобильных реле пропечатано «12V», но срабатывают они и при напряжении 10 вольт, сработают и при 7-8 вольтах. Аналогично и 14,5-14,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит. Так что 12 вольт – это условный номинал. Хотя реле от 24-вольтовой грузовой машины в 12-вольтовой сети не заработает – тут уж разница слишком велика…

Коммутируемый ток

Второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки – максимальный ток, который может пропустить через себя контактная группа без перегрева и пригорания. Указывается он обычно на корпусе – в амперах. В принципе, контакты всех автомобильных реле достаточно мощные, «слабаков» тут не водится. Даже самое миниатюрное коммутирует 15-20 ампер, реле стандартных размеров – 20-40 ампер. Если ток указывается двойной (например, 30/40 А), то это означает кратковременный и долговременный режимы. Собственно, запас по току никогда не мешает – но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно.

Нумерация выводов

Выводы автомобильных реле маркируются в соответствии с международным электротехническим стандартом для автопрома. Два вывода обмотки пронумерованы цифрами «85» и «86». Выводы контактной «двойки» или «тройки» (замыкающие или переключающие) обозначаются как «30», «87» и «87а».

Впрочем, гарантии маркировка, увы, не дает. Российские производители порой маркируют нормально замкнутый контакт как «88», а иностранные – как «87а». Неожиданные вариации стандартной нумерации встречаются и у безымянных «брендов», и у компаний уровня Bosch. А иногда контакты и вовсе маркируются цифрами от 1 до 5. Так что если тип контактов не подписан на корпусе, что нередко случается, лучше всего проверить распиновку неизвестного реле при помощи тестера и источника питания 12 вольт – подробнее об этом ниже.

Материал и тип выводов

Контактные выводы реле, к которым подключается электропроводка, могут быть «ножевого» типа (для установки реле в разъем колодки), а также под винтовую клемму (обычно у особо мощных реле или реле устаревших типов). Контакты бывают «белыми» или «желтыми». Желтые и красные – латунь и медь, матовые белые – луженая медь или латунь, блестящие белые – сталь, покрытая никелем. Луженые латунь и медь не окисляются, но голая латунь и медь – лучше, хотя и склонны темнеть, ухудшая контакт. Никелированная сталь также не окисляется, но сопротивление её высоковато. Неплохо, когда силовые выводы – медные, а выводы обмотки – никелированные стальные.

Плюс и минус питания

Чтобы реле сработало, на его обмотку подается питающее напряжение. Полярность его – безразлична для реле. Плюс на «85» и минус на «86», или наоборот – без разницы. Один контакт обмотки реле, как правило, постоянно подсоединен к плюсу или минусу, а на второй приходит управляющее напряжение с кнопки или какого-либо электронного модуля.

В прежние годы чаще использовалось постоянное подключение реле к минусу и плюсовой управляющий сигнал, сейчас более распространен обратный вариант. Хотя это не догма – бывает по-всякому, в том числе и в рамках одного автомобиля. Единственный вариант исключения из правил – реле, в котором параллельно обмотке подключен диод – тут уже полярность важна.

Реле с диодом параллельно катушке

Если напряжение на обмотку реле подает не кнопка, а электронный модуль (штатный или нештатный – например, охранное оборудование), то при отключении обмотка дает индуктивный всплеск напряжения, который способен повредить управляющую электронику. Чтобы погасить всплеск, параллельно обмотке реле включается защитный диод.

Как правило, внутри электронных узлов эти диоды уже есть, но иногда (в особенности в случае различного допоборудования) требуется реле со встроенным внутри диодом (в этом случае его символ маркирован на корпусе), а изредка применяется выносная колодка с диодом, припаянным со стороны проводов. И если вы устанавливаете какое-то нештатное электрооборудование, нуждающееся, согласно инструкции, в таком реле, требуется строго соблюдать полярность при подключении обмотки.

Температура корпуса

Обмотка реле потребляет мощность около 2-2,5 ватт, из-за чего его корпус во время работы может достаточно сильно греться – это не криминально. Но нагрев допускается у обмотки, а не у контактов. Перегрев же контактов для реле губителен: они обугливаются, разрушаются и деформируются. Такое случается чаще всего в неудачных экземплярах реле российского и китайского производства, у которых плоскости контактов порой не параллельны друг другу, контактная поверхность из-за перекоса недостаточна, и при работе идет точечный токовый разогрев.

Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться. К сожалению, выявить и предупредить такую проблему не совсем реально.

Проверка реле

При ремонте неисправное реле обычно временно подменяют исправным, а затем заменяют на аналогичное, и дело с концом. Однако мало ли какие задачи могут возникнуть, к примеру, при установке дополнительного оборудования. А значит, полезно будет знать элементарный алгоритм проверки реле с целью диагностики или уточнения цоколевки – вдруг попалось нестандартное? Для этого нам понадобятся источник питания с напряжением 12 вольт (блок питания или два провода от аккумулятора) и тестер, включенный в режиме измерения сопротивления.

Предположим, что у нас реле с 4 выводами – то есть, с парой нормально разомкнутых контактов, работающих на замыкание (реле с переключающей контактной «тройкой», проверяется аналогичным образом). Сперва касаемся щупами тестера поочередно всех пар контактов. В нашем случае это 6 комбинаций (изображение условное, чисто для понимания).

На одной из комбинаций выводов омметр должен показать сопротивление около 80 ом – это обмотка, запомним или пометим её контакты (у автомобильных 12-вольтовых реле наиболее распространенных типоразмеров это сопротивление бывает в диапазоне от 70 до 120 ом). Подадим на обмотку напряжение 12 вольт от блока питания или АКБ – реле должно отчетливо щелкнуть.

Соответственно, два других вывода должны показывать бесконечное сопротивление – это наши нормально разомкнутые рабочие контакты. Подключаем к ним тестер в режиме прозвонки, а на обмотку одновременно подаем 12 вольт. Реле щелкнуло, тестер запищал – все в порядке, реле работает.

Если же вдруг на рабочих выводах прибор показывает замыкание даже без подачи напряжения на обмотку, значит, нам попалось редкое реле с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМИ контактами (размыкающимися при подаче напряжения на обмотку), либо, что более вероятно, контакты от перегрузки оплавились и сварились, замкнувшись накоротко. В последнем случае реле отправляется в утиль.

Механизмы реле

Основные элементы электромагнитного реле

Релейный прибор выполняется в виде катушки, обвитой большим количеством медной проволоки. Внутри нее расположен сердечник-стержень из металла, зафиксированный на ярме – Г-образной пластине. Поверх сердечника и катушки находится якорь – металлическая пластина, которая удерживается возвратная пружина. К якорю прикреплены подвижные контакты, а напротив них – неподвижные.

Узел из катушки и сердечника – электромагнит, а узел из сердечника, якоря и ярка – магнитопровод. Контакты обеспечивают управление электроцепью, размыкая и замыкая ее.

Детали и корпус

Нам потребуется:

• F1 – предохранитель на 100 мА.
• S1 – любой маломощный переключатель.
• C1 – конденсатор 0.063 мкФ 630 Вольт.
• C2 – 10 – 100 мкФ 25 Вольт.
• C3 – 2.7 нФ 50 Вольт.
• C4 – 0.047 мкФ 630 Вольт.
• R1 – 470 кОм 0.25 Ватт.
• R2 – 100 Ом 0.25 Ватт.
• R3 – 330 Ом 0.5 Ватт.
• R4 – 470 Ом 2 Ватта.
• R5 – 47 Ом 5 Ватт.
• R6 – 470 кОм 0.25 Ватт.
• R7 – варистор TVR12471, или подобный.
• R8 – нагрузка.
• D1 – любой диодный мост на напряжение не менее 600 Вольт, или собрать из четырёх отдельных диодов, например – 1N4007.
• D2 – стабилитрон на 6.2 Вольта.
• D3 – диод 1N4007.
• T1 – симистор ВТ138-800.
• LED1 – любой сигнальный светодиод.

Виды устройства

SSR различаются по следующим свойствам.

1. Характер тока в сети

• Однофазное реле способно коммутировать электрический ток от 10 до 120 А или от 100 до 500 А. Управление проводится через фазу с помощью аналогового сигнала (непрерывный по времени) и переменного резистора (элемент электрической цепи). Как правило, корпус однофазного SSR стандартный, модульный (завершенная конструкция).

Однофазное реле используется в бытовых приборах.

Рекомендация. Установка однофазного ТТР в электрическую систему обезопасит домашнюю технику от поломки.

• Трехфазное релекоммутирует электричество на трёх фазах сразу. Диапазон напряжения 10 – 120 А. Отдельными характеристиками обладает реверсивное трехфазное ТТР. Выделяется надёжной коммутацией цепей. Сфера использования – непостоянная работа двигателя.

Чтобы не происходило перенапряжение, используется варистор (полупроводниковый резистор)или предохранитель. Трёхфазное SSR имеет долгий срок использования в сравнении с однофазным устройством.

2. Способ управления

• Коммутация постоянного тока. Применяется при постоянном напряжении от 3 до 32 вольт. Отличаются высокой надежностью работы. Поддержка температур от -30 до +70 соблюдается практически у всех моделей.

• Коммутация переменного тока. SSR переменного тока характеризуется маленьким соотношением электромагнитных помех, бесшумностью, экономным энергопотреблением и оперативной работой. Диапазон напряжения от 90 до 250 вольт.

• Реле, управляемое вручную. Оно позволяет управлять настройками.

Коммутация – процесс переключение и отключение напряжения. Происходит моментально при замыкании и размыкании цепей.

3. Тип коммуникации

• Конструкция с фазовым регулятором мощности. Тип коммуникации – изменения на выходе нагрузки с управлением мощности, нагреванием (уровень освещения).
• Прибор, контролируемый нулевым регулятором мощности. Область использования –коммутация ёмкостных (конденсатных) резистивных (лампы и нагреватели) слабо индуктивных приборов. SSR с нулем необходимы для коммутации индуктивных (трансформаторы, двигатели) и резистивных нагрузок при необходимости мгновенного действия.

4. По конструкции

• Устанавливаемые на одну рейку.
• Монтируемые на планки переходного типа.

Разновидности реле

Реле контроля напряжения однофазное цифровое на DIN-рейку

Релейные устройства классифицируются по нескольким параметрам.

Количество фаз

Подразделяются на:

• однофазные – предназначены для подачи напряжения в жилых помещениях;
• трехфазные – подходят для применения в промышленных условиях.

Трехфазники отключают питание всего оборудования при скачках вольтажа на одной из линий.

Тип переключения

Можно приобрести модели:

• максимальные – повышают параметр напряжения до определенной величины;
• минимальные – понижают показатель до заданного значения.

Порог напряжения пользователем не устанавливается.

Тип активации воспринимающего элемента

Реле промежуточное РП-18-54 220В DC

Воспринимающий элемент, по включению которого будет работать прибор, – это электромагнит, магнитоэлектрический узел, индукционная или электродинамическая система. В зависимости от его вида существуют реле:

• первичные с прямым подключением контактов в сеть;
• вторичные – могут подключаться через измерительные индуктивные или емкостные трансформаторы;
• промежуточные – усиливают или преобразуют сигналы первичных/вторичных моделей.

Функции воспринимающего элемента – преобразование напряжения в процесс движения якоря относительно ярма.

Тип управления нагрузкой

Для управления напряжением применяются модели:

• прямого действия – нагрузка переключается контактами;
• косвенного действия – нагрузку подключаются вторичные элементы.

Нагрузка подается и приостанавливается с определенными промежутками.

Тип поступления сигнала

Герконовое реле

В продаже можно найти следующие коммутационные устройства:

• электронные – обеспечивают контроль напряжения в условиях высокой нагрузки. Управляют освещением и узлами автомобиля;
• герконовые – небольшие модели в виде катушки. Предназначены для замыкания, переключения, размыкания сети. Чувствительны к механическим воздействиям и ультразвуку;
• электротепловые – отключают и включают электрический ток по нагреву биметаллической пластины. Используются для электродвигателей на производстве, обустройства однофазной или трехфазной электросети;
• временной выдержки – для создания кратковременных пауз применяются схемы замедления. Приборы работают в автомобилях, светофорах, елочных гирляндах;
• таймеры света – позволяют программировать освещение теплиц, аквариумов, животноводческих комплексов. К ним подключаются нагреватели, вентиляторы;
• электромагнитные – ток статистической обмотки активируется по воздействию магнитного поля. Приборы со средней нагрузкой до 320 А и напряжение до 1,6 кВт могут работать только в сети с постоянным током.

Конструктивно стандартный регулятор имеет вид пакетника для крепления на дин-рейку. Некоторые модели исполняются в виде переходников и удлинителей.

Характеристики твердотельного реле

• Входной управляющий сигнал 1,5 – 12 В постоянного тока
• Оптимальное напряжение самой схемы VCC 12 – 18 В
• Питание нагрузки 12 – 60 В постоянного тока
• Частота входного сигнала до 50 кГц
• Напряжение изоляции 3 kV

Примечание: нужно увеличить резистор на светодиоде, если питание нагрузки выше чем 24 В.

Здесь в схеме два варианта входа: ввод управления напрямую к диоду оптрона и входной сигнал подающийся через транзистор. Драйвер затвора необходимо питать в пределах 12 – 18 В постоянного тока. Теплоотвод необходим только для предельной нагрузки. До 5-ти ампер можно не ставить.

Сферы применения

Твердотельное реле 12в

SSR не заменит полностью электромагнитный аналог, но во многих областях превосходит его в применении.

Сфера применения достаточно обширная. Его устанавливают в том оборудования, где нужно надежное и длительное использование системы.

• Для поддержания постоянной температуры в технологическом процессе.
• Регулятор мощности тока.
• При замене пyскателя реверсивного типа.
• Электрический двигатель.
• Датчик движения.
• Датчик освещения.
• Диммер (выключатель с регулировкой яркости лампы).
• Производственные станки.
• Регулятор температуры камеры.

Далеко не весь список использования.

Преимущества использования

Твердотельное реле применяется в различных электрических цепях- низковольтных, высоковольтных. От простейшего бытового прибора, которое имеется в каждом доме до крупного промышленного объекта.

• Компактный размер даёт возможность использования в ограниченных пространством условиях, и перемещать его.
• Более точный и стабильный регулятор температуры по сравнению с электромагнитным устройством.
• Скорость быстрого включения в работу без потребности долгого запуска.
• Экономия электроэнергии из-за использования полупроводников вместо электромагнитного разнесения.
• Надёжность работы. Реле может выполнить более миллиарда срабатываний.
• Долгий срок эксплуатации без необходимости прохождения постоянного технического обслуживания.
• Отсутствие источников искр.
• Включение в цепь без помех из-за герметичной конструкции.
• Бесшумность работы.
• Не происходит дребезжания благодаря быстрому старту.
• Широкая сфера применения. ТТР используется для регулятора работы многих устройств.

Различия схем включения реле

По виду подключения твердотельные реле можно разделить на следующие категории:

По управлению (виду входного управляющего сигнала):

• постоянное напряжение (встречается чаще всего),
• переменное напряжение,
• постоянный ток 4-20 мА,
• переменный резистор.

По виду коммутируемого тока

• твердотельные реле переменного тока
• твердотельные реле постоянного тока

По количеству фаз

• одна фаза
• три фазы (как правило, фактически это две фазы)

В любом случае, для выбора ТТР и его схемы включения нужно руководствоваться мануалами на данное реле.

Простая схема реле

В силовой электронике часто возникает необходимость использовать одно- или 3 х-фазное твердотельное реле. Своими руками изготовить это устройство можно по одной из схем, представленных в статье.

Преимущество твердотельного реле перед механическими контакторами очевидно – у них ресурс намного выше. И это из-за того, что в них нет ни одного механического компонента, а именно они являются наиболее уязвимыми.

Для изготовления твердотельного реле можно использовать цепочки, состоящие из схемы управления и симистора. Гальваническую развязку осуществляет симисторная оптопара. В схеме используются такие элементы:

1. Оптопара типа МОС3083.
2. Симистор марки ВТ139-800 16А с изолированным анодом.
3. Ограничивающий резистор, который снижает ток, проходящий через светодиод.
4. Светодиод для индикации работы устройства.
5. К управляющему электроду симистора подключается резистор 160 Ом.

А теперь давайте рассмотрим более детально процесс изготовления устройства.

Особенности процесса изготовления

Нагрузка нагревательного элемента составляет Вт.

Вход — это первичная цепь, в которой устанавливается постоянное сопротивление.

В обычных для приведения какой-либо электрический механизм в действие используются контакты, которые периодически замыкаются и размыкаются.

Выходная мощность порядка Вт. Здесь в схеме два варианта входа: ввод управления напрямую к диоду оптрона и входной сигнал подающийся через транзистор. Коммутация электроцепей в этом приборе выполняется по принципу электронного ключа, выполненного на полупроводниках.

Рекомендации о выборе кулеров приводятся в технической документации на конкретное твердотельное реле, поэтому давать универсальные советы нельзя. Соблюдая определенный ряд условий, твердотельные реле можно использовать для пуска асинхронных двигателей.

Конструкция и детали

Чувствительность реле изменяют подстроечным конденсатором С4. В устройстве, монтаж которого показан на рис. 1, б, можно применить подстроеч-ные конденсаторы КПВ, КПК-МЛ, КПК-1, резистор R2 составлен из двух-, трех резисторов меньшего номинала, для повышения чувствительности сопротивление этого резистора можно увеличить до 10 … 15 МОм. Ток, потребляемый устройством в дежурном режиме, составляет 1,5 … 2 мА, а при подаче звукового сигнала — 3 … 4 мА.

Монтажная плата устройства показана на рис. 1. Датчик Е1 представляет собой металлическую сетку или пластину размерами примерно 200X Х200 мм.

Как сделать ТТР своими руками?

Учитывая конструкционную особенность прибора (монолит), схема собирается не на текстолитовой плате, как это принято, а навесным монтажом.

Вот такой выглядит самодельная конструкция твердотельного реле. Сделать нечто подобное несложно. Нужны лишь базовые навыки электронщика и электрика. Материальные затраты небольшие

Схемотехнических решений в этом направлении можно отыскать множество. Конкретный вариант зависит от требуемой коммутируемой мощности и прочих параметров.

Электронные компоненты для сборки схемы

Перечень элементов простой схемы для практического освоения и построения твердотельного реле своими руками следующий:

1. Оптопара типа МОС3083.
2. Симистор типа ВТ139-800.
3. Транзистор серии КТ209.
4. Резисторы, стабилитрон, светодиод.

Все указанные электронные компоненты спаиваются навесным монтажом согласно следующей схеме:

Принципиальная схема маломощного твердотельного реле для сборки своими руками. Небольшое количество деталей и простой навесной монтаж позволяют спаять схему без труда

Благодаря использованию оптопары МОС3083 в схеме формирования сигнала управления величина входного напряжения может изменяться от 5 до 24 вольт.

А за счёт цепочки, состоящей из стабилитрона и ограничительного резистора, снижен до минимально возможного ток, проходящий через контрольный светодиод. Такое решение обеспечивает долгий срок службы контрольного светодиода.

Проверка собранной схемы на работоспособность

Собранную схему нужно проверить на работоспособность. Подключать при этом напряжение нагрузки 220 вольт в цепь коммутации через симистор необязательно. Достаточно подключить параллельно линии коммутации симистора измерительный прибор – тестер.

Проверка работоспособности твердотельного реле с помощью измерительного прибора. Если на вход устройства подано управляющее напряжение, переход симистора должен быть открыт

Режим измерений тестера нужно выставить на «мОм» и подать питание (5-24В) на схему генерации напряжения управления. Если всё работает правильно, тестер должен показать разницу сопротивлений от «мОм» до «кОм».

Устройство монолитного корпуса

Под основание корпуса будущего твердотельного реле потребуется пластина из алюминия толщиной 3-5 мм. Размеры пластины некритичны, но должны соответствовать условиям эффективного отвода тепла от симистора при нагреве этого электронного элемента.

Каркас под заливку корпуса будущего прибора. Делается из картонной полосы или других подходящих материалов. На алюминиевой подложке закрепляется универсальным клеем

Поверхность алюминиевой пластины должна быть ровной. Дополнительно необходимо обработать обе стороны – зачистить мелкой шкуркой, отполировать.

На следующем этапе подготовленная пластина оснащается «опалубкой» – по периметру приклеивается бордюр из плотного картона или пластика. Должен получиться своеобразный короб, который в дальнейшем будет залит эпоксидной смолой.

Внутрь созданного короба помещается собранная «навесом» электронная схема твердотельного реле. На поверхность алюминиевой пластины укладывается только симистор.

Закрепление симистора на алюминиевой подложке. Главное условие – этот электронный компонент необходимо плотно прижать к металлическому основанию. Только так обеспечивается качественный теплоотвод и надёжность работы

Никакие другие детали и проводники схемы не должны касаться алюминиевой подложки. Симистор прикладывается к алюминию той частью корпуса, которая рассчитана под установку на радиатор.

Следует использовать теплопроводящую пасту на площади соприкосновения корпуса симистора и алюминиевой подложки. Некоторые марки симисторов с неизолированным анодом обязательно требуется ставить через слюдяную прокладку.

Вариант крепления симистора к подложке при помощи клёпки. С обратной стороны клёпка расплющивается заподлицо с поверхностью подложки

Симистор нужно плотно прижать к основанию каким-то грузом и залить по периметру эпоксидным клеем либо закрепить каким-то образом без нарушения глади обратной стороны подложки (например, заклёпкой).

Приготовление компаунда и заливка корпуса

Под изготовление твёрдого тела электронного устройства потребуется изготовить компаундную смесь. Состав смеси компаунда делается на основе двух компонентов:

1. Эпоксидная смола без отвердителя.
2. Порошок алебастра.

Благодаря добавлению алебастра мастер решает сразу две задачи – получает исчерпывающий объём заливного компаунда при номинальном расходе эпоксидной смолы и создаёт заливку оптимальной консистенции.

Смесь нужно тщательно перемешать, после чего можно добавить отвердитель и вновь тщательно перемешать. Далее аккуратно заливают «навесной» монтаж внутри картонного короба созданным компаундом.

Так выглядит готовый экземпляр твердотельного реле, собранного своими руками. Несколько необычно и не очень презентабельно, но достаточно надёжно

Заливку делают до верхнего уровня, оставив на поверхности лишь часть головки контрольного светодиода. Первоначально поверхность компаунда может выглядеть не совсем гладкой, но спустя некоторое время картинка изменится. Останется только дождаться полного застывания литья.

По сути, применить можно любые подходящие для литья растворы. Главный критерий – состав заливки не должен быть электропроводящим, плюс должна формироваться хорошая степень жёсткости литья после застывания. Литой корпус твердотельного реле является своего рода защитой электронной схемы от случайных физических повреждений.

Налаживание

Проверяют и настраивают емкостное реле в следующей последовательности. Одной рукой касаются неизолированного общего провода и подстроечным конденсатором С4 добиваются пропадания звукового сигнала. После этого приближают руку к датчику—в телефоне должен появиться сигнал. Если звука нет, то увеличивают емкость конденсатора C3, если же звуковой сигнал не пропадает, то уменьшают емкость этого конденсатора или удаляют его вообще. Более точным подбором емкости подстроечного конденсатора можно добиться срабатывания реле при поднесении руки к датчику на расстоянии 10 – 15 см.

С эмкостным реле думаю все понятно, а для управления устройствами при помощи звука используется звуковое реле, основным датчиком которого является микрофон.

Пример подключения твердотельного реле

Вы знаете, как изготовить твердотельное реле своими руками. Аналоги такого устройства встречаются в продаже достаточно часто. Можно использовать как любительские схемы, так и промышленные – зависит от того, какие возможности нужно получить от устройства. С помощью такого устройства обеспечивается контакт высоковольтной и низковольтной цепей.

Большая часть промышленных устройств и самоделок имеет схожую структуру. Отличия несущественные, на работу не влияют никак. Убедиться в этом несложно. На рисунке приведена простейшая схема включения реле:

Структура устройства:

1. Оптическая развязка цепей.
2. Триггерная цепь (может быть несколько).
3. Защитные устройства и переключатели.
4. Входы.

Вход – это первичная цепь, в которой устанавливается постоянное сопротивление. Функция входа заключается в приеме сигнала и передаче нужной команды на устройство, которое производит коммутацию нагрузки.

Развязка оптического типа

Оптическая развязка – это прибор, который осуществляет изоляцию входов и выходов. Когда происходит обработка сигнала, поступающего на вход, обязательно нужно использовать триггерную цепь. Это отдельный компонент, но иногда он включен в конструкцию оптической развязки. Цепь переключения используется в том случае, когда нужно подать напряжение к нагрузке.

Источники

• https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/tverdotelnoe-rele-svoimi-rukami/
• https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/datchiki/tverdotelnoe-rele.html
• https://www.kolesa.ru/article/avtomobilnye-rele-kak-ustroeny-kak-ih-vybirat-i-proveryat
• https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/kak-podklyuchit-dvux-chetyrex-i-pyatikontaktnoe-rele/
• https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/4493-tverdotelnoe-rele-svoimi-rukami.html
• https://tehnoobzor.com/schemes/automatics/825-shema-tverdotelnogo-rele-na-12v.html
• https://SamElectric.ru/promyshlennoe-2/tverdotelnye-rele-shemy-podklyucheniya.html
• https://FB.ru/article/374516/tverdotelnoe-rele-svoimi-rukami-shema
• https://tokzamer.ru/bez-rubriki/tverdotelnoe-rele-shema-principialnaya
• https://RadioStorage.net/1307-emkostnoe-rele-na-mikroskheme-k176la7.html
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/tverdotelnoe-rele-svoimi-rukami.html

схема, как работает, характеристики, способы подключения

Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике. Эти устройства могут иметь разные конструкции и схемы подключения, рассчитанные на применение в определенной группе приборов. В отличие от электромеханических аналогов электронные коммутаторы не имеют трущихся частей, а их основными узлами являются: симисторы, тиристоры, транзисторы. Структура Твердотельное реле включает в себя твердотельную электронику с высокомощностной цепью и специальный датчик, реагирующий на управляющий сигнал (вход). Такое оборудование может быть задействовано в сетях переменного и постоянного тока. В схему твердотельного реле входят: Вход – первичная цепь, основные функции которой – прием и передача сигнала устройству, коммутирующему нагрузку. Триггерная цепь – может быть отдельным элементом или входить в устройство оптической развязки твердотельного реле. Оптическая развязка – изолирует входную и выходную цепи переменного тока. Конструкция опторазвязки определяет тип электронного коммутатора и принцип его действия. Переключающая цепь – служит для передачи напряжения на нагрузку. Цепь защиты – может быть внутренней или наружной, предотвращает появление нештатных режимов и ошибок. Принцип работы твердотельных реле Основная задача, решаемая применением твердотельных реле, – руководство автоматикой в сетях с напряжением 12-480 В, коммутация приборов с индуктивной нагрузкой. Рядовое исполнение коммутатора подразумевает наличие двух контактов обслуживаемой сети и двух управляющих проводов. При увеличении количества фаз число контактов и управляющих проводов увеличивается. Замыкание и размыкание контактов, при которых подается или прекращается подача напряжения на нагрузку, осуществляются при участии активатора твердотельного реле. Его функции выполняют: в устройствах на переменном токе – полупроводники тиристоры или симисторы; в потребителях постоянного тока – транзисторы. Если в электромеханическом реле при отключении контакты находятся в полностью разомкнутом состоянии, то в твердотельном коммутаторе отсутствие тока в цепи обеспечивают полупроводниковые приборы. При высоких напряжениях они могут давать токи «утечки», снижающие эффективность работы потребителей. Имея чуть большее сопротивление в замкнутом состоянии, ТТР менее приспособлены к превышению допустимых напряжений и токов (кратковременные перегрузки), в отличие от их электромеханических аналогов. Главное отличие твердотельных реле от электромагнитных устройств заключается в отсутствии подвижной контактной группы и катушки управления, а также повышенное быстродействие. Характеристики твердотельных реле Основные преимущества ТТР: высокое быстродействие; включение цепи без электромагнитных помех; допускается эксплуатация во взрывоопасных условиях; бесшумность контактов; гарантированность срабатываний. Другие преимущества этих полупроводниковых устройств, обеспечивающие популярность их применения в современной электронике и автоматике: малое энергопотребление – на 90% меньше, по сравнению с электромагнитными реле; компактные габариты, обеспечивающие удобную транспортировку и монтаж; конструкция, устойчивая к механическим воздействиям; длительный рабочий период, отсутствие потребности в проведении периодического техобслуживания; обеспечение надежной изоляции между входными и коммутационными цепями; совместимость с большинством компонентов логических интегральных схем без использования усилителей сигнала, буферов, драйверов. Недостатки ТТР: необходимость использования радиаторов охлаждения и дорогостоящих предохранителей, вероятность появления оттоков «утечки» в отключенном состоянии высокая цена (обусловлена надежной защитой от перегрузок). Основные области применения Твердотельные реле эффективны при необходимости коммутации индуктивной нагрузки. Они применяются: в системах, регулирующих температуру при помощи ТЭНа; для обеспечения постоянного термического режима техпроцесса; для коммутирования управляющих цепей; в цепях изменения скорости вращения электродвигателя; для контроля нагрева, обеспечения нормальных рабочих режимов трансформаторов и других приборов; в осветительных цепях для регулирования уровня освещения – на концертах, дискотеках, шоу. Эти полупроводниковые устройства могут использоваться как в бытовых приборах, так и в промавтоматике, для функционирования которой требуется трехфазное напряжение. Разновидности твердотельных реле Эти полупроводниковые устройства разделяются по типу нагрузки на одно- и трехфазные. Однофазные твердотельные реле работают с токами 10-120 А, 100-500 А, фазовое управление осуществляется аналоговыми сигналами. С помощью трехфазных твердотельных реле управляют током сразу на трех фазах. Рабочий интервал тока – 10-120 А. Разновидностью трехфазных моделей являются коммутаторы реверсивного типа. Их отличия: бесконтактная коммутация и особая маркировка. Эти устройства эффективно соединяют и разъединяют каждую цепь по отдельности. Защитные компоненты предотвращают ложные срабатывания. Трехфазные устройства имеют более длительный эксплуатационный период, по сравнению с однофазными. По характеру контролируемого и коммутируемого напряжения различают твердотельные реле: Постоянного тока. Надежны, изготавливаются со световой индикацией, имеют широкий диапазон рабочих температур: от -30°C до +70°C. Переменного тока. Для таких полупроводниковых устройств характерны: бесшумность работы, малый уровень электромагнитных помех, высокое быстродействие, энергосберегающие характеристики. С ручным руководством. В этих моделях режим работы можно настраивать самостоятельно. Классификация твердотельных реле по способу коммутации: устройства для обеспечения мгновенного срабатывания; модели для коммутации слабоиндуктивных, редуктивных, емкостных нагрузок; с наличием управления по фазам – используются для осветительных приборов и нагревательных элементов. Разновидности по конструкции: разработанные для монтажа на DIN-рейки; универсальные, монтируются на переходные линейки. Какие параметры важны при выборе твердотельных реле? Эти полупроводниковые устройства приобретают в соответствии с запланированной областью применения. При покупке учитывают: мощность – запас мощности должен превышать величину, необходимую для обслуживания определенного оборудования, в несколько раз, если модель используется для запуска асинхронного двигателя, то запас должен составлять 6-10 раз; материал изготовления корпуса, его соответствие условиям, в которых будет эксплуатироваться устройство; габариты корпуса; тип крепежных элементов; моментальное или постепенное быстродействие; наличие дополнительных эксплуатационных возможностей; энергопотребление; бренд. Виды предохранителей для твердотельных реле Для сохранения работоспособности этих устройств их используют в комплексе с различными типами предохранителей, различающихся между собой по эксплуатационным характеристикам. Эти устройства стоят достаточно дорого, их цена сопоставима со стоимостью самого реле. Однако такие затраты оправдываются надежностью работы приборов. g R – быстро реагируют, работают в широком диапазоне мощностей. g S – пригодны для полного интервала токов. a R – эффективны для защиты от коротких замыканий. Меньшим защитным диапазоном обладают предохранители классов B, С, D, но и стоят они гораздо дешевле, по сравнению с перечисленными выше аналогами. Особенности подключения твердотельного реле Включить прибор в общую цепь можно самостоятельно. Монтаж облегчает отсутствие пайки. Прибор подсоединяют винтовыми крепежными элементами. При проведении монтажных работ необходимо: избегать попадания металлических предметов, загрязнений, пыли; не прилагать механические воздействия на корпус; размещать устройство вдали от легковоспламеняющихся предметов; перед пуском устройства в работу проверить правильность подключений. Внимание! Во время эксплуатации нельзя прикасаться к корпусу устройства во избежание ожогов. При нагреве модели во время работы до температуры, превышающей +60°C, рекомендуется устанавливать ее на радиатор охлаждения. В основном высокий нагрев происходит при частых включениях электронного коммутатора. Возможные схемы подключения твердотельных реле Существует множество вариантов подключения твердотельного реле, конкретный способ выбирается, в зависимости от характеристик подключаемой нагрузки. Наиболее простые и распространенные схемы: Нормально открытая. Нагрузка находится под напряжением в присутствии сигнала управления. Нормально закрытая. Нагрузка находится под напряжением при отсутствии управляющего сигнала. Схемы подключения контактов трехфазных твердотельных реле – «звезда» без нейтрали и с нейтралью, «треугольник». Примеры обозначения твердотельных реле на схеме Видеообзор Была ли статья полезна? Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Подключение твердотельного реле — принцип работы и назначение

Для обеспечения бесконтактной коммуникации самых разнообразных устройств без использования электромагнитов пользуются твердотельными реле тока. В этой статье мы расскажем об особенностях таких приборов, принципе их работы, а также рассмотрим схему подключения.

Твердотельное реле — принцип работы

Твердотельные реле тока — это приборы, которые обеспечивают контакт между низковольтными и высоковольтными электрическими цепями.
При детальном рассмотрении структуры этого устройства, можно заметить, что большая часть моделей очень похожи между собой. Конечно, имеются определенные отличия, однако они совершенно не влияют на принцип их работы.
В конструкции твердотельного реле присутствует:

• вход
• оптическая развязка
• триггерная цепь
• цепь переключателя
• цепь защиты.

Фактически вход – это первичная цепь, характеризующаяся присутствием резистора на постоянном изоляторе, в условиях последовательного подключения. Главная задача цепи входа заключается в принятии сигнала и передаче команды прибору твердотельного реле, коммутирующего нагрузку.
Изоляцией входной и выходной сети с переменным током является прибор оптической развязки. От вида данного компонента зависит и тип реле, и принцип его функционирования.
Чтобы осуществить обработку входного сигнала и переключить выход необходимо наличие в конструкции триггерной цепи. Эта цепь является отдельным элементом, а в ряде моделей она находится в составе оптической развязки.
Для подачи силы напряжения на нагрузку применяют цепь переключающего типа, включающая транзистор, кремниевый диод, а также симистор.
В качестве защиты твердотельного реле от сбоев при функционировании или возникновении ошибок, применяют отдельную защитную цепь. Данный прибор бывает двух типов: внутреннего и внешнего.
Принцип работы твердотельного реле заключается в замыкании или размыкании контактов, передающих напряжение прямо на реле. Для приведения контактов в действие требуется наличие активатора. Активатором в схеме твердотельного реле выступает полупроводник или твердотельный прибор. В устройствах, функционирующих в условиях переменного тока, активатором является тиристор или симистор, а в условиях постоянного тока — транзистор.
Устройство, в котором присутствует ключевой транзистор, является твердотельным реле. К примеру, это может быть датчик движения или света, передающий напряжение при помощи транзистора.
Между напряжением в катушке и в силовых контактах формируется гальваническая развязка, исчезающая в результате присутствия оптической цепи.

Плюсы использования реле

Твердотельными реле довольно часто заменяют стандартные контактеры вследствие большого числа достоинств перед ними. Перечислим главные плюсы:

• потребляет мало энергии. В результате отсутствия электромагнитного разнесения, электромагнитному полю необходимо большое количество электроэнергии, а поскольку в твердотельном реле применяется полупроводник, количество электроэнергии для его работы меньше на 90%
• небольшие размеры. Благодаря компактным размерам реле без проблем транспортируется и устанавливается
• этот прибор отличается высоким коэффициентом быстродействия, ему не нужно ожидание для запуска
• низкий уровень шумопроизводительности, чем твердотельное реле выгодно отличается от контактеров
• твердотельное реле характеризуется довольно длительным пеиродом эксплуатации и не нуждается в дополнительном техническом обслуживании
• широко применяются в разных сферах жизнедеятельности, поскольку их можно использовать в разных приборах и механизмах
• благодаря наличию твердотельного реле включение цепи не сопровождается помехами электромагнитного характера
• повышенный уровень быстродействия предотвращается дребезжание контактов в процессе работы устройства
• число срабатываний превышает миллиард
• уровень производительности прибора повышается за счет присутствия надежной изоляции между цепями входа и коммутации
• реле имеет компактную герметичную конструкцию и стойкую вибрацию перед ударами.

Область использования

Твердотельные реле тока достаточно широко применяются в различных сферах жизнедеятельности. Они применяются при необходимости коммутировать индуктивную нагрузку. К основным сферам применения таких реле можно отнести:

• систему, в которой осуществляется регулировка температуры с помощью тэна
• для поддержки постоянной температуры в технологическом процессе
• для коммутирования цепи управления
• в процессе смены пускателей бесконтактного реверсного типа
• управление электродвигателями
• контроль за нагревом, трансформаторами и другими техническими приборами
• регулировка освещения.

Виды твердотельных реле

Существует несколько видов твердотельных реле, отличающихся особенностями контролирующего и коммутируемого напряжения:

• реле постоянного тока – применяется в условиях действия постоянного электричества в диапазоне от 3 до 32-х Вт. Такие реле отличаются высокими удельными показателями, светодиодной индикацией, а также высоким уровнем надежности. Большая часть моделей обладают широким спектром рабочих температур от -30 до +70 градусов
• реле переменного тока имеет низкий уровень электромагнитных помех, и не создает шума в процессе работы. Такие реле потребляют мало электроэнергии и работают с высокой скоростью. Рабочий интервал – от 90 до 250 Вт
• реле с ручным управлением дают возможность настраивать тип работы.

Согласно типу нагрузки существуют такие виды:

• однофазное твердотельное реле
• трехфазное твердотельное реле.

Наличие однофазного реле дает возможность коммутировать электричество в диапазоне от 10 до 120 А, или в диапазоне от 100 до 500 А. Фазовое управление происходит с помощью аналогового сигнала и переменного резистора.
Трехфазные реле используют для коммутации тока одновременно на трех фазах. Они работают в интервале от 10 до 120 А. Среди трехфазных реле стоит выделить механизмы реверсивного типа, отличающиеся маркировкой и бесконтактной коммутацией. Их функция заключается в надежной коммутации каждой цепи по отдельности. Особые устройства могут надежно защищать реле от ложных включений.
Их применяют в процессе запуска и работы асинхронного силового агрегата, который производит их реверс. Во время выбора этого прибора нужно соблюдать большой запас мощности тока, который безопасно и эффективно использует устройство.
Во избежание формирования перенапряжений во время использования реле, нужно обязательно купить варистор или предохранитель быстрого действия.
Трехфазные реле имеют более длительный период эксплуатации, чем однофазные. Коммутация осуществляется в результате перехода тока через ноль и светодиодную индикацию.
По методу коммутации существуют:

• механизмы, которые выполняют нагрузки емкостного типа, редуктивного типа, слабой индукции
• реле со случайным или моментальным срабатыванием. Они необходимы лишь тогда, когда нужно мгновенное срабатывание
• реле с наличием фазового управления дает возможность настраивать нагревательные элементы, лампы накаливания.

Как выбрать твердотельное реле

Для покупки твердотельного реле вам нужно отправиться в специализированный магазин электроники, где опытные консультанты помогут выбрать устройство, согласно вашим требованиям.
Стоимость твердотельного реле определяется следующими параметрами:

• вид устройства
• присутствуют или нет крепежные элементы
• из какого материала создан корпус
• тип включения – мгновенный или постепенный
• есть ли дополнительные функции
• страна производитель
• показатель мощности
• количество потребляемой электроэнергии
• размеры устройства. 

Также помните, что такие приборы работают исключительно с запасом мощности, который должен быть больше мощности устройства в несколько раз. Если не соблюдать данное правило, то даже при незначительном повышении мощности, прибор моментально сломается.
Существует несколько разновидностей предохранителей, которые вы можете использовать:

• g R – применяются в обширном диапазоне мощностей, характеризуются быстрым действием
• g S – можно применять во всем диапазоне тока. Такие предохранители способны защитить элементы полупроводников от повышенных нагрузок электросети
• a R – выступают защитниками элементов полупроводникового типа от возникновения коротких замыканий.

Стоимость предохранителей практически равна стоимости самого реле, однако они гарантируют надежную защиту устройства от поломки.
На прилавках магазина вы можете встретить и предохранители классов В, С и D. Но они обладают меньшим спектром защиты и более низкой ценой.
В процессе использования твердотельного реле, нужно учитывать, что такое устройство довольно быстро греется. Когда корпус устройства сильно нагревается, то оно уже не может коммутировать ток в обычном режиме, и количество тока сильно падает. Когда температура нагрева составляет 65 градусов, то прибор сгорает.
По этой причине в обязательном порядке нужен монтаж охлаждающего радиатора.

Как подключить твердотельное реле?

Теперь рассмотрим, как подключить твердотельное реле своими руками. Подключение твердотельного реле вы должны выполнять, придерживаясь следующих правил:

• для формирования соединений вам не потребуется ничего паять. Все соединения осуществляются винтовым способом
• во избежание повреждения прибора, не допускайте проникновения в него пыли или металлических предметов
• нельзя прилагать недопустимые внешние действия к корпусу прибора 
• не стоит размещать твердотельное реле рядом с легко воспламеняющимися предметами
• нельзя прикасаться к прибору, во время его работы. Вы можете получить ожог
• прежде чем включать реле, убедитесь в правильной коммутации соединений
• во избежание повреждения прибора не допускайте формирования короткого замыкания на выходе.

Твердотельное реле: принцип работы и схема устройства

Твердотельное реле своими руками: схема подключения

Элементная база данного радиоэлектронного модуля, в не независимости от производителя, можно сказать относительна постоянна, иногда только имеются небольшие отличительные моменты.

Входная цепь устройства состоит из привычного сопротивления, которое соединено последовательно с общим оптическим изолятором, или же обладает более сложной конструкцией, имеющей в своем составе регулятор тока и защиту от обратной полярности.

Свойства устройства:

• Оптическая развязка обычно обеспечивает изоляцию между разными цепями электронного модуля;
• Переключающая цепь осуществляет подачу напряжения на нагрузку;
• Триггерная цепь ответственна за обрабатывание входного сигнал и переключения его на выход;

Защитная цепь механизма может как иметь свободное подключение, так и быть внутри устройства.

Защита твердотельного реле

Твердое реле можно, не только купить, но и попробовать изготовить самостоятельно. Работы по его сборке не трудные, и практически каждый радиолюбитель в состоянии сделать для себя простой вариант конструкции.

Особенностями такой самодельной конструкции можно назвать следующие позиции:

• Управляющее напряжения в диапазоне от 3 В до 30 В тока постоянного;
• Выходное напряжение подключений от 115 В до 280 В;
• Минимальный рабочий ток предполагается от 50 мА;
• Мощность выходная 400 Вт.

Если вам нужно использовать устройство при коммутации токов, которое будет выше 2 ампер, то нужно предусмотреть возможность охлаждения прибора с помощью радиатора. Во время управления асинхронными двигателями параметры запаса по току следует увеличить до 10 раз.

Удобное твердотельные реле: принцип работы и схема включения

В системах автоматик для управления силовыми соединениями с помощью низковольтных сигналов применяют коммутаторы, которые называются реле. Эти элементы могут быть самых разных устройств и видов.

Наиболее простые электромагнитные реле обычно содержат контакты и обмотку на сердечнике. Во время подачи на обмотку напряжения в сердечниках возникают магнитные поля, притягивающие контакты. Они либо размыкают, либо замыкают цепь нагрузки. Вместе с электромагнитными, сегодня, частое применение находят изделия нового поколения, которые обладают рядом преимуществ – твердотельные реле.

Главным преимуществом твердотельного реле можно считать отсутствие механических деталей и узлов, которые обычно подвержены износу.

Кроме того, можно отметить следующие положительные факторы использования прибора:

• Отключение и включение нагрузки осуществляется лишь в случае прохождения напряжения через ноль;
• Не создается электрических помех в процессе работы;
• Большой диапазон рабочего напряжения;
• Отличный уровень изоляции, существующий между управлением и нагрузкой;
• Уверенная механическая прочность.

Также немаловажным фактором, которые отмечают многие пользователи, является отсутствие звуков при коммутации нагрузки.

Рассмотрим, как подключить твердотельное реле к светильнику: структура прибора

Твердотельным реле называется устройство, которое обеспечивает контакт между низковольтной и высоковольтной электрическими цепями.

Ели рассматривать структуру данного прибора, то можно заметить, что большинство моделей похожи между собой. Они имеют лишь незначительные отличия, никак не влияющие на принцип работы устройства, что очень легко проверить.

Структура твердотельного реле следующая:

• Входы,
• Оптические развязки,
• Триггерные цепи,
• Цепи защиты и переключателя.

Входом есть первичная цепь, характеризующаяся наличием резистора, имеющемся на постоянном изоляторе, с последовательным подключением. Основная функция схемы входа состоит в том, чтобы принять сигнал и передаче команду устройству твердотельного реле, коммутирующему нагрузку.

Схема твердотельного реле переменного тока: проверка прибора

В качестве изоляции выходной и входной сети переменного тока используют прибор оптической развязки. Тип данного компонента, влияет на общий вид реле и общий принцип его работы. При обработке входного сигнала, а также, при переключении выхода нужно использовать конструкцию триггерной цепи. Выступает она в роли отдельного элемента, а иногда, входит в состав развязки оптической.

Для того, чтобы можно было подать напряжение на нагрузку используют цепь переключающего типа, включающая транзистор, симистор, и кремниевый диод.

Для обеспечения твердотельному реле защиты от сбоев при работе, а также для устранения возможности возникновения ошибок, используют отдельную защитную цепь. Данное устройство может быть двух видов: внешнего и внутреннего.

Схема твердотельного реле состоит из:

• Систем контроля;
• Самого твердотельного реле;
• Насоса;
• Двигателя;
• Трансформатора;
• Нагревателя.

Для того, чтобы можно было коммутировать индуктивную нагрузку при помощи твердотельного реле нужно увеличить запас переменного тока в 6-9 раз.

Как работает твердотельное реле российского производства

Принцип работы устройства прибора твердотельного реле заключается в размыкании и замыкании контактов, передающих напряжение именно на реле. Для того, чтобы привести в движение контакты, нужно наличие активатора. Такую его роль в твердотельном реле осуществляет полупроводник или, как еще его называют, твердотельный прибор. В устройствах, работающих при переменном токе данную функцию выполняет тиристор или симистор, а в приборах с постоянным, транзистор.

Прибор, характеризующийся наличием ключевого транзистора, называется твердотельным реле. К нему относятся, например, датчики света или движения, которые при помощи транзистора осуществляют передачу напряжения. Между током в катушке и силовыми контактами появляется процесс гальванической развязки, исчезающий в следствие появления оптической цепи.

Область применения твердотельного реле очень широкая. Его принято использовать в том случае, если появляется необходимость коммутировать индуктивную нагрузку.

Твердотельное реле применяют в следующих случаях:

• В системах, где производится регулировка температурных показателей при помощи тэна;
• Для поддержания постоянной температуры в определенном технологическом процессе;
• При коммутировании цепей управления;
• В случае замены пускателей реверсного бесконтактного типа;
• Управление электродвигателями;
• Для регулирования уровня и силы освещения.

Кроме того, необходимо знать, что реле твердотельные постоянного тока – используют при работе постоянного электричества в диапазонах от 3 до 30 Вт. Ему характерны высокие удельные характеристики, со светодиодной индикацией, отличающейся высокой надежностью.

Как работает твердотельное реле (видео)

Твердотельные реле переменного тока имеют такие отличия, как низкий уровень помех, отсутствие треска и шума во время работы, пониженное потребление электроэнергии, большая скорость работы.

Твердотельное реле: принцип работы, схема подключения

ТТР (Твердотельное реле) (англ. SolidStateRelay (SSR) – полупроводниковое устройство, рассчитанное на управление изменений электрического тока. Главное назначение устройства – изоляция между цепями напряжения.

ТТР – регулятор мощности напряжения, обеспечивает правильную функциональность электрических систем различного оборудования, контролирует и управляет включением и выключением приборов.

Принцип действия

Схема всех SSR практически одинаковая, даже если есть разница, она никак не влияет на принцип действия.

Схема SSR постоянного тока

Принцип действия механизма заключается в замыкании и размыкания контактов, которые передают напряжение. Выполняется это с помощью активатора, то есть твердотельного прибора.В зависимости от характера тока (переменного или постоянного) используется тип силового элемента (полупроводниковый прибор).  Для постоянного тока используются транзисторы, для переменного – симисторы и тиристоры. Транзистор пропускает постоянный ток. Симистор проводит ток в двух направлениях, а тиристор может проводить напряжение и в 1ом и в 2х направлениях.

Схема твердотельного реле переменного тока

Схема цепей

На вход поступает электрический сигнал, дальше он подаётся на оптический светодиод. Оптическая развязка обеспечивает изоляцию между входной, промежуточной и выходной цепью. В работу включается триггерная цепь. Она управляет переключением выхода ТТР. Переключающая цепь передает напряжение на нагрузку, которая представлена транзистором, тиристором или симистором. Защитная цепь нужна для надежной работы ТТР при различных нагрузках.

Для предотвращения сгорания контактов устройства, рекомендуется установка предохранителя.

Виды устройства

SSR различаются по следующим свойствам.

1. Характер тока в сети

• Однофазное реле способно коммутировать электрический ток от 10 до 120 А или от 100 до 500 А. Управление проводится через фазу с помощью аналогового сигнала (непрерывный по времени) и переменного резистора (элемент электрической цепи). Как правило, корпус однофазного SSR стандартный, модульный (завершенная конструкция).

Однофазное реле используется в бытовых приборах.

Рекомендация. Установка однофазного ТТР в электрическую систему обезопасит домашнюю технику от поломки.

• Трехфазное релекоммутирует электричество на трёх фазах сразу. Диапазон напряжения 10 – 120 А. Отдельными характеристиками обладает реверсивное трехфазное ТТР. Выделяется надёжной коммутацией цепей. Сфера использования – непостоянная работа двигателя.

Чтобы не происходило перенапряжение, используется варистор (полупроводниковый резистор)или предохранитель. Трёхфазное SSR имеет долгий срок использования в сравнении с однофазным устройством.

2. Способ управления

• Коммутация постоянного тока. Применяется при постоянном напряжении от 3 до 32 вольт. Отличаются высокой надежностью работы. Поддержка температур от -30 до +70 соблюдается практически у всех моделей.

• Коммутация переменного тока. SSR переменного тока характеризуется маленьким соотношением электромагнитных помех, бесшумностью, экономным энергопотреблением и оперативной работой. Диапазон напряжения от 90 до 250 вольт.

• Реле, управляемое вручную. Оно позволяет управлять настройками.

Коммутация – процесс переключение  и отключение напряжения. Происходит моментально при замыкании и размыкании цепей.

3. Тип коммуникации

• Конструкция с фазовым регулятором мощности. Тип коммуникации – изменения на выходе нагрузки с управлением мощности, нагреванием (уровень освещения).
• Прибор, контролируемый нулевым регулятором мощности. Область использования –коммутация ёмкостных (конденсатных) резистивных (лампы и нагреватели) слабо индуктивных приборов. SSR с нулем необходимы для коммутации индуктивных (трансформаторы, двигатели) и резистивных нагрузок при необходимости мгновенного действия.

4. По конструкции

• Устанавливаемые на одну рейку.
• Монтируемые на планки переходного типа.

Сферы применения

Твердотельное реле 12в

SSR не заменит полностью электромагнитный аналог, но во многих областях превосходит его в применении.

Сфера применения достаточно обширная. Его устанавливают в том оборудования, где нужно надежное и длительное использование системы.

• Для поддержания постоянной температуры в технологическом процессе.
• Регулятор мощности тока.
• При замене пyскателя реверсивного типа.
• Электрический двигатель.
• Датчик движения.
• Датчик освещения.
• Диммер (выключатель с регулировкой яркости лампы).
• Производственные станки.
• Регулятор температуры камеры.

Далеко не весь список использования.

Преимущества использования

Твердотельное реле применяется в различных электрических цепях- низковольтных, высоковольтных. От простейшего бытового прибора, которое имеется в каждом доме до крупного промышленного объекта.

• Компактный размер даёт возможность использования в ограниченных пространством условиях, и перемещать его.
• Более точный и стабильный регулятор температуры по сравнению с электромагнитным устройством.
• Скорость быстрого включения в работу без потребности долгого запуска.
• Экономия электроэнергии из-за использования полупроводников вместо электромагнитного разнесения.
• Надёжность работы. Реле может выполнить более миллиарда срабатываний.
• Долгий срок эксплуатации без необходимости прохождения постоянного технического обслуживания.
• Отсутствие источников искр.
• Включение в цепь без помех из-за герметичной конструкции.
• Бесшумность работы.
• Не происходит дребезжания благодаря быстрому старту.
• Широкая сфера применения. ТТР используется для регулятора работы многих устройств.

Как выбрать полупроводниковое устройство?

Покупая твердотельное реле нужно обратить внимание на его основные характеристики:

• Вид SSR.
• Материал корпуса.
• Тип включения – быстрый или постепенный.
• Производитель.
• Наличие крепежей.
• Уровень потребления электроэнергии.
• Размер ТТР.
• Необходимо учесть коммутируемый регулятор напряжение.

Важно! Реле должно иметь большой запас мощности напряжения для его надежного и продолжительного использования. Иначе при скачке напряжения произойдёт поломка.

Выполняя работы по проведению электрической системы помещения и устанавливая оборудование, вне зависимости от его масштабов, важно чтобы всё работало надежно и исправно. Осуществлению этого способствует полупроводниковое устройство. При верном подборе типа SSR и правильной установке, оно будет долговечно.

Что можно использовать вместо реле времени. Как сделать реле времени своими руками: схема подключения

Изготовить твердотельное реле своими руками под силу даже начинающему радиолюбителю. Ничего сложного в конструкции этого устройства нет, но разобраться со схемотехникой, особенностями применения и подключения, все же нужно. Твердотельное реле — это элемент, изготовленный на основе полупроводников. В его конструкции имеются силовые ключи на симисторах, тиристорах или транзисторах. Эти реле, работающие бесшумно, являются хорошей заменой контакторам и пускателям. С их помощью устройства подключаются более надежно и безопасно.

Простая схема реле

В силовой электронике часто возникает необходимость использовать одно- или 3 х-фазное твердотельное реле. Своими руками изготовить это устройство можно по одной из схем, представленных в статье.

Преимущество твердотельного реле перед механическими контакторами очевидно — у них ресурс намного выше. И это из-за того, что в них нет ни одного механического компонента, а именно они являются наиболее уязвимыми.

Для изготовления твердотельного реле можно использовать цепочки, состоящие из схемы управления и симистора. Гальваническую развязку осуществляет симисторная оптопара. В схеме используются такие элементы:

1. Оптопара типа МОС3083.
2. Симистор марки ВТ139-800 16А с изолированным анодом.
3. Ограничивающий резистор, который снижает ток, проходящий через светодиод.
4. Светодиод для индикации работы устройства.
5. К управляющему электроду симистора подключается резистор 160 Ом.

А теперь давайте рассмотрим более детально процесс изготовления устройства.

Особенности процесса изготовления

Рекомендуется заключать все элементы схемы в металлический корпус, чтобы охлаждение происходило намного лучше. Для надежности нужно заливать короб при помощи клеевого пистолета. Главное при работе — это правильно подобрать металлическую подложку, чтобы обеспечить наилучшее отведение тепла. Для изготовления используется опалубка, в которую заключается твердотельное реле постоянного тока. Своими руками ее изготовить можно из любого материала.

Идеально подойдет пластиковая коробка или отрезок трубы. Все зависит от того, какой размер у изделия. Металлическая подложка должна размещаться в этой опалубке. Тщательно нужно залить клеем все элементы схемы, отверстия в корпусе, чтобы обеспечить качественную изоляцию. Обратите внимание на то, что у симисторов выводы обычно неоднозначно определяются, поэтому их нужно заранее проверить. Для проверки открытия симистора необходимо использовать мегомметр. Как только симистор откроется, сопротивление изменится от нескольких десятков мегаом до 1-2 кОм.

Особенности устройства твердотельного реле

Независимо от того, какой производитель твердотельного реле, у него постоянна — в редких случаях можно найти незначительные различия. На входе обычно устанавливается резистор, соединяется он последовательно с оптическим устройством. Иногда сопротивление изготавливается по сложной конструкции, в которую включается защита от обратной полярности и регулятор тока. Нужно выделить такие свойства твердотельных реле:

1. При помощи оптической развязки обеспечивается изоляция различных цепей электронного устройства.
2. При помощи переключающей цепи удается осуществить подачу на нагрузку питающего напряжения.
3. С помощью триггерной цепи обрабатывается входной сигнал и происходит его переключение на выход.

Промышленный образец Siemens V23103-S2232-B302

Схема твердотельного приведена на рисунке:

По этой схеме своими руками твердотельное реле можно довольно быстро изготовить, трудностей при этом не возникнет. Главное — это найти необходимые компоненты или аналоги. Защита может находиться как внутри корпуса реле, так и отдельно. Теперь нужно рассмотреть дополнительные устройства, которые необходимо использовать совместно с реле.

Особенности защитной цепи

Как видите, трудностей при изготовлении нет никаких. Если сомневаетесь в своих силах, то лучше, конечно, приобрести промышленный образец устройства. Можно выделить ключевые особенности самодельных реле:

1. Управляющее напряжение — 3..30 В, ток постоянный.
2. К выходу допускается подключать источники напряжением 115..280 В.
3. Выходная мощность порядка 400 Вт.
4. Минимальный ток, при котором работает устройство, составляет около 50 мА.

Если устройство используется для коммутации низких токов (до 2 А), то нет необходимости устанавливать радиатор. Но если токи высокие, будет происходить сильный нагрев элементов. Поэтому об охлаждении нужно позаботиться — установите дополнительный радиатор и кулер (если имеется возможность организовать питание для него).

Обратите внимание на то, что при управлении асинхронными моторами нужно увеличивать примерно в 10 раз запас по току. При запуске двигатель «тянет» из сети ток, который в несколько раз превышает рабочее значение. Именно по этой причине нужно использовать силовые элементы со значительным запасом по току.

Особенности работы и схемы включения реле

При изготовлении своими руками твердотельного реле на полевом транзисторе важно учитывать параметры схемы, в которой оно будет использоваться. Но давайте, чтобы разобраться в особенностях работы твердотельных элементов, рассмотрим обычные электромагнитные реле. В них, когда на обмотку подается напряжение, генерируется магнитное поле. С его помощью происходит притягивание контактов.

При этом цепь либо размыкается, либо замыкается. Есть один недостаток у такого механизма — имеется в конструкции немало подвижных элементов. У твердотельных их нет, а это является основным преимуществом. Также можно выделить следующие особенности:

1. Включение и отключение нагрузки происходит только в том случае, когда напряжение проходит через нуль.
2. При работе не происходит появление помех электрического типа.
3. Достаточно большой диапазон напряжений, при котором работает устройство.
4. Между цепями управления и нагрузкой качественная изоляция.
5. Высокая механическая прочность изделия.

А еще при работе не издается ни единого звука — просто открывается и закрывается переход полупроводника.

Пример подключения твердотельного реле

Вы знаете, как изготовить своими руками. Аналоги такого устройства встречаются в продаже достаточно часто. Можно использовать как любительские схемы, так и промышленные — зависит от того, какие возможности нужно получить от устройства. С помощью такого устройства обеспечивается контакт высоковольтной и низковольтной цепей.

Большая часть промышленных устройств и самоделок имеет схожую структуру. Отличия несущественные, на работу не влияют никак. Убедиться в этом несложно. На рисунке приведена простейшая схема включения реле:

Структура устройства:

1. Оптическая развязка цепей.
2. Триггерная цепь (может быть несколько).
3. Защитные устройства и переключатели.
4. Входы.

Вход — это первичная цепь, в которой устанавливается постоянное сопротивление. Функция входа заключается в приеме сигнала и передаче нужной команды на устройство, которое производит коммутацию нагрузки.

Развязка оптического типа

Оптическая развязка — это прибор, который осуществляет изоляцию входов и выходов. Когда происходит обработка сигнала, поступающего на вход, обязательно нужно использовать триггерную цепь. Это отдельный компонент, но иногда он включен в конструкцию оптической развязки. Цепь переключения используется в том случае, когда нужно подать напряжение к нагрузке.

С помощью такого устройства, как реле времени на 12 вольт, можно неплохо сэкономить деньги на счетах за электричество. Связано это с автоматическим отключением лампочки, к примеру, после определённого промежутка времени. Это очень удобно, поскольку свет не будет просто гореть, если его забыть выключить. К тому же такое устройство достаточно просто сделать своими руками, даже не имея особых навыков в электромонтаже.

Сфера применения

В процессе развития человеческой цивилизации люди всегда старались облегчить себе жизнь и придумывали различные полезные приспособления. После популяризации среди населения электрического оборудования возникла необходимость в изобретении таймера, который бы отключал устройство через определённое время. То есть можно включить агрегат и идти заниматься своими делами, после чего таймер автоматически его отключит в указанное или запрограммированное время. Для этих целей и создали реле времени. 12 В устройство характеризуется простотой изготовления, поэтому сделать его самостоятельно будет нетрудно.

В качестве примера можно привести реле со старой стиральной машинки, которые были популярны в годы Советского союза. В классическом исполнении они имели механическую круглую ручку с делениями. После прокручивания её в определённом направлении начинался обратный отсчёт, и машинка останавливалась, когда таймер внутри реле доходил до значения «ноль».

Реле времени существует и в современной электротехнике:

• микроволновые печи или другая похожая по своей специфике техника;
• системы автополива;
• вентиляторы для нагнетания воздуха или для вытяжки;
• автоматические системы управления освещением.

Как правило, прибор делают на основе микроконтроллера. Он не только исполняет функцию реле времени, но и регулирует все автоматические процессы в приборе, то есть является главным блоком управления.

Так проще и экономичнее для производителя, поскольку не нужно устанавливать два элемента, которые выполняют одну и ту же функцию, если все задачи может обеспечивать один блок управления.

Все модели (как заводские, так и самодельные) по типу элемента, располагающегося на выходе, делятся на:

В первом варианте вся нагрузка подключается и проходит через «сухой контакт». Он является самым надёжным среди аналогов. Для самостоятельного изготовления можно также использовать и микроконтроллер. Но делать это нецелесообразно, поскольку обычные самодельные реле времени изготавливаются для простых задач. Поэтому использование микроконтроллеров является лишней тратой денег. Лучше в этом случае воспользоваться простыми схемами на конденсаторах и транзисторах.

Изготовление своими руками

Принцип работы реле времени — запуск установленной выдержки. Сначала включается таймер с заданным временем, а затем начинается обратный отсчёт. Устройство, к которому таймер подключался, начинает работать — включается свет или электромотор . В момент, когда время вышло, реле перекрывает подачу тока и отключает устройство от питания.

Самый простой вариант на транзисторах

Схемы временного реле с использованием транзисторов считаются самыми простыми. Простейшая модель имеет всего лишь 8 комплектующих. Для её изготовления даже не нужно использовать плату, а все детали можно спаять между собой. Такое устройство зачастую делают для того, чтобы подключить через него освещение. После нажатия кнопки свет включается, а через несколько минут отключается.

Для изготовления потребуются такие комплектующие:

• несколько резисторов;
• кнопка для механического запуска устройства;
• реле для регулировки мощности;
• транзистор типа КТ937А;
• несколько конденсаторов;
• выпрямительные диоды;
• переменный резистор (для регулировки времени).

Вышеописанный процесс задержки, благодаря которому работает устройство, происходит за счёт зарядки конденсатора до степени питания ключа транзистора. Одной из основных задач при изготовлении такой конструкции является правильный подбор сопротивления. Оно должно быть точно на том уровне, чтобы после подачи сигнала реле замыкалось. При этом только после подачи сигнала с другого элемента нагрузка может быть обратно подана. Подбор проводится путём проведения экспериментов.

У такого типа транзисторов ток подачи небольшой. Если обмотку сопротивления выбрать большую, то диапазон работы можно смело увеличить до нескольких часов. Также стоит отметить, что работать устройство начинает только на последнем этапе, когда работа подходит к концу, а до этого времени оно практически не употребляет электричества.

Если устройство подключить на обычную батарейку, то функционировать он будет долго. Таким образом, сделать реле времени на 12 вольт своими руками не является сложной задачей.

Использование микросхем

В микросхемах на основе транзисторов имеются существенные недостатки. Время задержки рассчитать очень сложно, в связи с этим необходимо перед каждым включением разряжать конденсатор. Применение микросхем эти недостатки устраняет, но работа самого устройства усложняется. Тем не менее, имея даже начальные навыки работы с электрооборудованием, можно сделать реле времени такого типа без особого труда.

Устройство, в основе которого лежат микросхемы, будет работать намного качественнее, чем прибор на транзисторах: непредвиденных срабатываний будет гораздо меньше. Связано это с усиленным контролем за токами, они действуют жёстче. Транзистор будет срабатывать в одну и обратную сторону только тогда, когда это нужно.

Существуют и более сложные схемы, основанные на микроконтроллерах. Но для того чтобы собрать их самостоятельно, нужно иметь определенный опыт, так как могут возникнуть различные сложности в работе как с программированием, так и с пайкой.

Питание 220 вольт

Все схемы, которые были описаны ранее, рассчитаны на работу с 12-вольтным напряжением. Для того чтобы подключить 220 вольт, необходимо на выходе из схемы установить магнитный пускатель. Это нужно делать в обязательном порядке при установке в устройство с электродвигателем или другими потребителями, требующими высокой нагрузки.

Но с другой стороны, для контроля за освещением можно собрать элементарное устройство на базе тиристоров. Стоит отметить, что включать другие приборы через такое устройство не рекомендуется.

В качестве комплектующих могут понадобиться:

• выключатель;
• конденсаторы;
• 4 диода;
• тиристор.

Работает такое устройство по общему принципу, как и все схемы подобного типа. Конденсаторы в нём заряжаются постепенно. Задержка регулируется специальным выключателем, а диапазон действия подбирается ёмкостью конденсаторов. Любое соприкосновение к деталям конструкции может закончиться электрическим ударом, об этом следует помнить.

Устройством, в котором использованы электронные и механические элементы и которое срабатывает по истечении определенного промежутка времени, является реле времени. Эти механизмы получили широкое распространение во многих областях, таких как электроника, электрика и электротехника. Чтобы сделать таймер, придется применять различные схемы, отличающиеся разной степенью сложности.

Принцип работы

Наличие реле в определенной схеме позволяет собрать более гибкие по контролируемости устройства. Причем реализовать можно большое количество решений. Поэтому необходимо рассматривать каждое конструкционное предложение по отдельности. По виду исполняемой деятельности на практике применяют электромагнитные, электронные и пневматические системы, а также решения для часовых механизмов.

Электромагнитные устройства, как правило, могут применяться только в схемах с постоянным источником тока. Промежуток времени действия обычно бывает 0,06−0,1 сек. для включения и 0,6−1,4 — для выключения. Такие реле содержат два рабочих слоя обмотки, один из них — короткозамкнутый кольцеобразный контур.

Когда на первую обмотку подается электрический ток, магнитный поток растет. Он формирует ток второй обмотки, вследствие чего рост основного потока прекращается. В итоге появляется временная характеристика смещения якоря механизма, формируется временная выдержка.

Если прекратить подачу электротока в контур первой обмотки, то магнитное поле второй обмотки будет оставаться активным еще какое-то время. Все это происходит из-за эффекта индуктивности. Из этого следует, что реле в это время не отключается.

Пневматика и часовой тип

Схемы на основе пневматических систем — уникальные. Эти приборы содержат специальную систему замедления — демпферное устройство пневматического типа. Время выдержки «пневматики» можно настраивать путем расширения или сужения сечения трубы, откуда подается воздух. Для такой операции в конструкции предусмотрен специальный регулировочный винт.

Временная задержка здесь колеблется в районе 1–60 сек. Однако есть экземпляры, срабатывающие в два раза быстрее. В действительности существуют небольшие погрешности по указанному времени.

Устройства, именуемые часовыми реле, широко распространены в электрике. Такой тип активно используют для сооружения автоматических рубильников, которые защищают цепи напряжением 500−10000 вольт. Время срабатывания — 0,1−20 сек.

Основой часовых реле является пружина, которая взводится электромагнитным механическим приводом. Контактные группы часового механизма коммутируют после пройденного промежутка времени, заданного заранее на специальной шкале устройства.

Скорость хода прибора напрямую зависит от силы тока, проходящего в обмотке. Это помогает настроить устройство под защитные функции. Главной особенностью такой защиты является полная независимость от влияния внешних факторов.

Электронные реле

Электронные реле пришли на смену устаревающим электромеханическим устройствам. У таких приборов есть немало преимуществ:

• Небольшие габариты.
• Точность действия.
• Гибкий модуль настройки.
• Воспроизведение информации.

Работа электронных реле основана на принципе цифровых импульсных счетчиков. Большое количество сегодняшних приборов имеют в базе высокопроизводительные микропроцессоры.

Чтобы настроить электронный механизм, нужно лишь задать определенные параметры с помощью специальных функциональных клавиш, которые расположены на передней части прибора. Причем настройка гибкая, то есть можно устанавливать не только секунды, минуты, часы, но и дни недели.

Недельный таймер

Электронный таймер включений-выключений в автоматическом режиме используется в разных сферах. «Недельное» реле коммутирует в рамках заранее установленного недельного цикла. Прибор позволяет:

• Обеспечить функции коммутации в системах освещения.
• Включать/выключать технологическое оборудование.
• Запускать/отключать охранные системы.

Габариты устройства небольшие , в конструкции предусмотрены функциональные клавиши. Используя их, можно легко запрограммировать прибор. Помимо этого, имеется жидкокристаллический дисплей, на котором отображается информация.

Режим управления можно активировать, нажав и удерживая кнопку «Р». Настройки сбрасываются кнопкой «Reset». Во время программирования можно установить дату, лимит — недельный срок. Реле времени может работать в ручном или автоматическом режиме. Современная промышленная автоматика, а также разные бытовые модули чаще всего оборудуются приборами, которые можно настроить при помощи потенциометров.

Передняя часть панели предполагает наличие одного или нескольких штоков потенциометра. Их можно регулировать при помощи лезвия отвертки и устанавливать в нужное положение. Вокруг штока имеется размеченная шкала. Подобные приборы широко применяются в конструкциях контроля вентиляционных и отопительных систем.

Приборы с механической шкалой

Одним из приборов, который имеет механическую шкалу, является бытовой таймер. Работает он от обычной розетки. Такой прибор позволяет управлять домашней техникой в определенном диапазоне времени. В нем установлено «розеточное» реле, которое ограничено суточным циклом срабатывания.

Для использования суточного таймера его нужно настроить:

• Приподнять все элементы, которые располагаются по дисковой окружности.
• Опустить все элементы, которые отвечают за настройку времени.
• Прокручивая диск, установить его на текущий промежуток времени.

К примеру, если элементы опущены на шкале, отмеченной цифрами 9 и 14, то нагрузка активируется в 9 часов утра и будет выключена в 14:00. За сутки можно создать до 48 включений аппарата.

Кроме того, устройство имеет функционал, позволяющий активировать таймер во внепрограммном режиме.

Для этого нужно активировать кнопку, которая находится на боковой части корпуса. Если ее запустить, таймер включится в срочном режиме, даже если он был включен.

Активация механизма

Подключение устройства производится в строгом положении, предписанным техпаспортом. Обычно прибор устанавливается в вертикальном положении, если он не отклоняется от вертикали более чем на 10 градусов. Также необходимо придерживаться температурного режима: от -20 до +50 градусов по Цельсию.

Третьим параметром, который учитывается при установке устройства, является влажность воздуха. Допустимый уровень не должен быть больше 80%. При подключении необходимо отключить электрическую схему от питательного устройства. Схема, как сделать реле времени 220В своими руками:

Дополнительно на самом корпусе имеются обозначения, указывающие в какой последовательности подключать элементы. Обычно это выглядит подобным образом:

1. Первым делом подключается линия напряжения на клеммы питания.
2. Далее, идет соединение фазной линии с рубильником и входным контактом.
3. Последним шагом является подключение выходного контакта к фазной линии.

В действительности, реле времени подсоединяется по классическому пути многих приборов, то есть идет соединение питания и активация нагрузки через соответствующие контакты, которые образуют группы, их бывает несколько. Все зависит от реле, которое может быть однофазным или трехфазным.

Схема для новичков

Будучи начинающим радиолюбителем, можно сделать реле времени своими руками на 12В. Работать такой механизм будет по самому простому принципу.

Схема подключения реле времени:

Однако и таким прибором можно будет включить нагрузку на определенное время. Но есть небольшая особенность — время нагрузки всегда будет одинаковым.

Кнопка под обозначением SB1 замыкается, происходит полное заряжение С1. Когда кнопка отпускается, часть С1 будет разряжаться через R1 и базу транзистора, который обозначен в схеме под указателем VT1.

Пока конденсатор разряжается, тока достаточно для поддержания открытого состояния транзистора VT1, а значит реле будет работать, затем отключится. Конечно, можно сделать своими руками реле времени на 2 часа — все зависит от емкости конденсатора С1.

При выполнении задач по автоматизации производственных процессов, для обеспечения точного выдерживания временных промежутков, выполнения различных действий и операций, а также для осуществления функций по своевременному управлению запуском и остановкой необходимых машин и оборудования применяется реле времени 12в.

Точность и надежность действия приборов выдержки времени служит основой для выработки высококачественной продукции.

Примером могут служить, в производстве: операции по точечной сварке, пайке материалов, закалка металлов высокочастотными токами, электрохимические и термические процессы. В быту это: микроволновые печи, стиральная машина и многое другое.

Электрическое реле времени 12в состоит из трех основных частей, это:

1. Воспринимающая часть, служит для обеспечения реагирования при приеме сигнала управления.
2. Замедляющая часть, служит для обеспечения определенного временного промежутка начиная с времени прихода сигнала управления к воспринимающей части.
3. Исполнительная часть, служит для скачкообразного регулирования параметров электрической схемы, находящейся под управлением.

Классификация реле времени

Реле времени различается:

1. По способу работы воспринимающей части.
2. Конструкции и типу исполнительного механизма.
3. По работе замедляющей части.

К основным типам данного устройства относятся, следующие реле времени:

1. Электронные устройства, отличаются малыми размерами и повышенным энергосбережением.
2. Приборы с использованием электромагнитного замедлителя, применяемые только в цепях постоянного тока, конструкция содержит главную и короткозамкнутую обмотки.
3. Устройство с использованием пневматического замедления, в конструкции прибора предусмотрен специальный пневматический демпфер. Он служит для регулирования временного промежутка выдержки, производимого путем изменения диаметра отверстий, предназначенных осуществлять забор воздуха.
4. Реле времени с использованием часового или анкерного механизма, действует за счет использования пружинного механизма и электромагнита, период отсчитывается анкером.
5. Реле моторного типа рассчитано на длительный временной промежуток срабатывания, в конструкции предусмотрен синхронный электромотор, редукторная передача и электромагнит.

Простейшие реле времени 12в

Простое реле времени 12в является прибором нейтрального электромагнитного типа в основе его работы лежит использование постоянного тока. Чтобы задать выдержку времени, бывает достаточно замедлить действие срабатывания устройства и изменить момент отпускания.

Время срабатывания состоит из двух рабочих моментов это:

1. Время трогания после срабатывания, в него входит временной промежуток с начала подачи питания на катушку до начала вращения якоря.
2. Время вращения якоря после срабатывания, это отсчет времени с момента отключения устройства до момента вращения якоря.

Для нормальных реле, характерен временной промежуток 10 – 30% от времени трогания.

Простейшие методы замедления срабатывания и отпускания релейных устройств времени, при использовании схем заключаются в регулировании увеличения скорости и плавного падения токового значения в катушке прибора.

Современные многофункциональные релейные устройства

В наше время повсеместно используются многофункциональные устройства. Они применяются в промышленных и бытовых автоматических устройствах в системах жизнеобеспечения и отвечают за своевременную работу осветительных, отопительных и вентиляционных систем. Устройства работают со значительным определенным заданным временным промежутком.

Современные устройства могут иметь самые широкие границы выдержки времени, они включают 0,1 сек. и могут достигать до 24 суток, и рассчитаны на напряжение от 12 до 264в АС/DC (переменный/постоянный ток питания).

Основные функции работы реле

1. Задержка выключения, происходит после подачи питающего напряжения, осуществляется за счет переключения контактов.
2. Задержка срабатывания устройства.
3. Циклический рабочий цикл с задержкой отключения, в этом случае действие прибора происходит с включения и выключения в различные временные промежутки и т. д. до времени прекращения подачи питания.
4. Циклическое действие с задержкой срабатывания, отчет действия реле начинается с задержки включения прибора на время с последующим циклическим периодом срабатывания и до прекращения подачи питания.

Контакты современного электронного реле рассчитаны на ток 8 – 10 А и могут выдержать мощность от 250 Вт, на которую рассчитано энергосберегающее освещение и до 2 кВт активной нагрузки обогревателя. Электронное реле времени может выдержать работу 0,5 кВт двигателя, включает в действие катушки контакторов на 325 ВА, может поддерживать работу безиндуктивной нагрузки постоянного тока от 0,35 А при 24 В и 0,18 А при напряжении 230 В.

Для обеспечения стабильной работы реле и увеличения ресурса многие устройства комплектуются трансформаторным блоком питания.

Самодельное реле времени 12в

Подобное реле времени 12 В можно сделать своими руками. Реализация подобной схемы этого прибора не требует использования дорогостоящих деталей. Действие реле строится на принципе определения времени заряда и находится, как произведение величины сопротивления электрической цепи, на емкость конденсатора, который, в свою очередь, должен быть полностью заряжен.

В первую очередь на схему подается питание от источника, следующий шаг подключение с использованием резисторов и транзисторов – конденсатора. После открытия заряда наблюдается падение величины напряжения на 1 резисторе, это происходит вследствие эмиттерного тока, который проходит через него в результате падения напряжения откроется второй транзистор, реле начнет работать, замыкание контактов подает питание на светодиод. Резистор, закрепленный за светодиодом, служит для ограничения ток нагрузки.

С увеличением заряда происходит повышение значения напряжения конденсатора, а также снижение зарядного и эмиттерного тока, одновременно с этим действием наблюдается падение величины напряжения в резисторе. Величина зарядного тока конденсатора уменьшится до величины, приводящей к закрытию конденсатора, а впоследствии и транзистора, происходит опускание реле и прекращается работа светодиода. Для следующего запуска реле требуется повторно нажать пусковую кнопку на приборе, чтобы осуществить полную разрядку конденсатора.

Подбор емкости конденсатора и выбор величины сопротивления резистора способствуют выбору необходимого временного промежутка.

Благодаря небольшой стоимости простейшего набора деталей достаточно просто решить вопрос как сделать реле времени 12в своими руками.

Основной составляющей технического оснащения современного дома может стать сделанное реле времени своими руками . Суть такого контроллера состоит в размыкании и замыкании электрической цепи по заданным параметрам с целью контроля наличия напряжения, например, в осветительной сети.

Предназначение и конструктивные особенности

Самое совершенное такое устройство — это таймер, состоящий с электронных элементов. Его момент срабатывания управляется электронной схемой по заданным параметрам, а само время отпускания реле исчисляется в секундах, минутах, часах или сутках.

По общему классификатору таймеры выключения или включения электрической схемы подразделяются на следующие виды:

• Устройство механического исполнения.
• Таймер с электронным выключателем нагрузки, например, построенный на тиристоре.
• Прибор принцип работы, которого построен на пневматическом приводе выключения и включения.

Конструктивно таймер срабатывания может изготавливаться для установки на ровной плоскости, с фиксатором на DIN рейку и для монтажа на передней панели щита автоматики и индикации.

Также такое устройство по способу подключения бывает переднее, заднее, боковое и втыкаемое через специальный разъемный элемент. Программирование времени может выполняться с помощью переключателя, потенциометра или кнопок.

Как уже отмечалось, из всех перечисленных видов приборов срабатывания на заданное время, наибольшим спросом пользуется схема реле времени с электронным элементом выключения.

Это объясняется тем, что такой таймер, работающий от напряжения, к примеру, 12v, имеет следующие технические особенности:

• компактные габариты;
• минимальные энергетические затраты;
• отсутствие подвижных механизмов за исключением контактов выключения и включения;
• широко программируемое задание;
• большой срок эксплуатации, независимый от циклов срабатывания.

Самое интересное, что таймер просто сделать своими руками в домашних условиях. На практике существуют многие виды схем, дающих исчерпывающий ответ на вопрос как сделать реле времени.

Самый простой таймер 12В в домашних условиях

Наиболее простое решение — это реле времени 12 вольт. Такое реле может быть запитано от стандартного блока питания на 12v, каких очень много продается в различных магазинах.

На рисунке ниже приведена схема устройства включения и автоматического выключения осветительной сети, собранная на одном счетчике интегрального типа К561ИЕ16.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, при подаче питания включающего нагрузку на 3 минуты.

Данная схема интересная тем, что в качестве генератора тактирующих импульсов выступает мигающий светодиод VD1. Частота его мерцаний составляет 1,4 Гц. Если светодиод конкретно такой марки найти не удастся, то можно использовать подобный.

Рассмотрим исходное состояние срабатывания, в момент подачи питания 12v. В начальный момент времени конденсатор С1 полностью заряжается через резистор R2. На выводе под №11 появляется лог.1, делающий данный элемент обнуленным.

Транзистор, подсоединенный к выходу интегрального счетчика, открывается и подает напряжение 12В на катушку реле, через силовые контакты которого замыкается цепь включения нагрузки.

Дальнейший принцип действия схемы, работающей на напряжении 12В, состоит в считывании импульсов, поступающих с индикатора VD1 с частотой 1,4 Гц на контакт №10 счетчика DD1. С каждым снижением уровня поступающего сигнала происходит, так сказать, приращение значения счетного элемента.

При поступлении 256 импульса (это равняется 183 секундам или 3 минутам) на контакте №12 появляется лог. 1. Такой сигнал является командой для закрывания транзистора VT1 и прерывания цепи подключения нагрузки, через контактную систему реле.

Одновременно с этим, лог.1 с вывода под №12 поступает через диод VD2 на тактовую ногу C элемента DD1. Этот сигнал блокирует в дальнейшем возможность поступления тактовых импульсов, таймер срабатывать больше не будет, вплоть до пересброса питания 12В.

Исходные параметры для таймера срабатывания задаются разными способами подсоединения транзистора VT1 и диода VD3, указанных на схеме.

Немного преобразив такое устройство можно сделать схему, имеющую обратный принцип действия. Транзистор КТ814А следует поменять на другой тип — КТ815А, эмиттер подключить к общему проводу, коллектор к первому контакту реле. Второй контакт реле следует подключить к напряжению питания 12В.

Рисунок. Вариант схемы 12v реле, включающего нагрузку через 3 минуты после подачи питания.

Теперь после подачи питания реле будет отключено, а открывающий реле управляющий импульс в виде лог.1 выхода 12 элемента DD1 будет открывать транзистор и подавать на катушку напряжение 12В. После чего, через силовые контакты будет происходить подключение нагрузки к электрической сети.

Данный вариант таймера, функционирующий от напряжения 12В, на отрезке времени 3 минуты будет держать нагрузку в отключенном состоянии, а затем подключит её.

При изготовлении схемы, не забудьте расположить конденсатор ёмкостью 0.1 мкФ, на схеме имеющий обзначение C3 и напряжением 50В как можно ближе к питающим выводам микросхемы, иначе счетчик будет часто сбоить и время выдержки реле будет иногда меньше, чем должно быть.

Интересной особенностью принципа работы данной схемы является наличие дополнительных возможностей, которые при возможности легко реализовать.

В частности, это программирование времени выдержки. Применив, к примеру, такой DIP-переключатель как показано на рисунке, вы можете соединить одни контакты переключателей с выходами счетчика DD1, а вторые контакты объединить вместе и подключить к точке соединения элементов VD2 и R3.

Таким образом, с помощью микропереключателей вы сможете программировать время выдержки реле.

Подключение точки соединения элементов VD2 и R3 к различным выходам DD1 изменит время выдержки следующим образом:

Номер ноги счётчика	Номер разряда счётчика	Время выдержки
7	3	6 сек
5	4	11 сек
4	5	23 сек
6	6	45 сек
13	7	1.5 мин
12	8	3 мин
14	9	6 мин 6 сек
15	10	12 мин 11 сек
1	11	24 мин 22 сек
2	12	48 мин 46 сек
3	13	1 час 37 мин 32 сек

Комплектация схемы элементами

Чтобы изготовить такой таймер, работающий на напряжении 12v требуется правильно подготовить детали схемы.

Элементами схемы являются:

• диоды VD1 – VD2, имеющие маркировку 1N4128, КД103, КД102, КД522.
• Транзистор, подающий напряжение 12v на реле — с обозначением КТ814А или КТ814.
• Интегральный счетчик, основа принципа работы схемы, с маркировкой К561ИЕ16 или CD4060.
• Светодиодное устройство серии ARL5013URCB или L816BRSCB.

Здесь важно помнить, что при изготовлении самодельного устройства необходимо применять элементы, указанные в схеме и соблюдать правила техники безопасности.

Простая схема для новичков

Начинающим радиолюбителям можно попробовать сделать таймер, принцип действия которого максимально прост.

Тем не менее, таким простым устройством можно включать нагрузку на конкретное время. Правда, время на которое подключается нагрузка всегда одно и то же.

Алгоритм работы схемы заключается в следующем. При замыкании кнопки, имеющей обозначение SF1, конденсатор C1 полностью заряжается. Когда она отпускается, указанный элемент C1 начинает разряжаться через сопротивление R1 и базу транзистора, имеющего обозначение в схеме — VT1.

На время действия тока разрядки конденсатора C1, пока его достаточно для поддержания транзистора VT1 в открытом состоянии, реле K1 будет во включенном состоянии, а затем отключится.

Указанные номиналы на элементах схемы обеспечивают длительность работы нагрузки на протяжении 5 минут. Принцип действия устройства такой, что время выдержки зависит от ёмкости конденсатора C1, сопротивления R1, коэффициента передачи тока транзистора VT1 и тока срабатывания реле K1.

При желании вы можете изменить время срабатывания изменив ёмкость C1.

Видео по теме

Схема твердотельного реле

(SSR) с использованием полевых МОП-транзисторов

SSR или твердотельные реле — это мощные электрические переключатели, которые работают без механических контактов, вместо этого они используют твердотельные полупроводники, такие как MOSFET, для переключения электрической нагрузки.

SSR могут использоваться для работы с мощными нагрузками за счет небольшого входного триггерного напряжения при незначительном токе.

Эти устройства могут использоваться как для работы с нагрузками переменного тока большой мощности, так и с нагрузками постоянного тока.

Твердотельные реле

высокоэффективны по сравнению с электромеханическими реле благодаря нескольким отличительным особенностям.

Основные характеристики и преимущества SSR

Основными особенностями и преимуществами твердотельных реле или SSR являются:

• SSR могут быть легко построены с использованием минимального количества обычных электронных деталей
• Они работают без какого-либо щелчка из-за отсутствие механических контактов.
• Твердотельное состояние также означает, что твердотельные реле могут переключаться с гораздо большей скоростью, чем традиционные электромеханические типы.
• SSR не зависят от внешнего источника питания для включения, а извлекают питание от самой нагрузки.
• Они работают с незначительным током и поэтому не разряжают батарею в системах с батарейным питанием. Это также гарантирует незначительный ток холостого хода для устройства.

Базовая концепция работы SSR с использованием полевых МОП-транзисторов

В одном из своих предыдущих постов я объяснил, как двунаправленный переключатель на основе полевого МОП-транзистора можно использовать для управления любой желаемой электрической нагрузкой, как и стандартный механический переключатель, но с исключительными преимуществами.

Та же концепция двунаправленного переключателя MOSFET может быть применена для создания идеального устройства SSR.

---

Для SSR на основе симистора см. Этот пост и клеммы затвора, соединенные вместе друг с другом.

D1 и D2 — это внутренние диоды соответствующих полевых МОП-транзисторов, которые при необходимости могут быть усилены внешними параллельными диодами.

Входной источник постоянного тока также можно увидеть подключенным к общим клеммам затвор / исток двух полевых МОП-транзисторов.Этот источник питания используется для включения полевых МОП-транзисторов или для постоянного включения полевых МОП-транзисторов во время работы блока SSR.

Источник переменного тока, который может быть до уровня сети, и нагрузка подключены последовательно через два стока полевых МОП-транзисторов.

Как это работает

Работу предлагаемого реле состояния продажи можно понять, обратившись к следующей диаграмме и соответствующим деталям:

При вышеуказанной настройке, из-за подключенного питания входного затвора, T1 и T2 оба во включенном положении.Когда вход переменного тока на стороне нагрузки включен, на левой диаграмме показано, как положительный полупериод проходит через соответствующую пару MOSFET / диод (T1, D2), а на правой диаграмме показано, как отрицательный цикл переменного тока проходит через другой дополняющий MOSFET / диодная пара (Т2, Д1).

На левой диаграмме мы видим, что один из полупериодов переменного тока проходит через T1 и D2 (T2 имеет обратное смещение) и, наконец, завершает цикл через нагрузку.

На правой диаграмме показано, как другой полупериод завершает цепь в противоположном направлении, проводя через нагрузку, T2, D1 (в этом случае T1 имеет обратное смещение).

Таким образом, два полевых МОП-транзистора T1, T2 вместе с соответствующими внутренними диодами D1, D2 позволяют проводить оба полупериода переменного тока, идеально питая нагрузку переменного тока и эффективно выполняя роль SSR.

Создание практической схемы SSR

До сих пор мы изучили теоретическую конструкцию SSR, теперь давайте продвинемся вперед и посмотрим, как можно построить практический модуль твердотельного реле для переключения желаемой мощной нагрузки переменного тока без каких-либо внешних вход постоянного тока.

Вышеупомянутая схема SSR сконфигурирована точно так же, как обсуждалось в предыдущей базовой конструкции.Однако здесь мы находим два дополнительных диода D1 и D2, а также корпусные диоды MOSFET D3, D4.

Диоды D1, D2 используются для определенной цели, так что они образуют мостовой выпрямитель вместе с корпусными диодами D3, D4 MOSFET.

Крошечный выключатель можно использовать для включения / выключения SSR. Этим переключателем может быть геркон или любой слаботочный переключатель.

Для высокоскоростной коммутации вы можете заменить переключатель оптопарой, как показано ниже.

По сути, теперь схема удовлетворяет трем требованиям.

1. Он питает нагрузку переменного тока через конфигурацию MOSFET / Diode SSR.
2. Мостовой выпрямитель, образованный D1 — D4, одновременно преобразует входной переменный ток нагрузки в выпрямленный и фильтрованный постоянный ток, и этот постоянный ток используется для смещения затворов полевых МОП-транзисторов. Это позволяет МОП-транзисторам надлежащим образом включаться через саму нагрузку переменного тока, независимо от внешнего постоянного тока.
3. Выпрямленный постоянный ток дополнительно завершается как вспомогательный выход постоянного тока, который может использоваться для питания любой подходящей внешней нагрузки.

Проблема цепи

При более внимательном рассмотрении приведенной выше конструкции можно предположить, что эта конструкция SSR может иметь проблемы с эффективной реализацией намеченной функции. Это связано с тем, что в момент, когда коммутирующий постоянный ток достигает затвора полевого МОП-транзистора, он начинает включаться, вызывая обход тока через сток / исток, уменьшая напряжение затвора / истока.

Рассмотрим MOSFET T1. Как только выпрямленный постоянный ток начинает достигать затвора T1, он начинает включаться примерно с 4 В и далее, вызывая эффект обхода источника питания через его выводы стока / истока.В этот момент постоянный ток будет изо всех сил пытаться подняться на стабилитроне и начнет падать до нуля.

Это, в свою очередь, приведет к выключению полевого МОП-транзистора, и между стоком / истоком полевого МОП-транзистора и затвором / истоком полевого МОП-транзистора будет происходить постоянная борьба или перетягивание каната, что препятствует правильной работе SSR.

Решение

Решение вышеупомянутой проблемы может быть достигнуто с использованием следующего примера принципиальной схемы.

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что полевые МОП-транзисторы не проводят ток до тех пор, пока на стабилитроне или на затворе / истоке полевых МОП-транзисторов не будет достигнуто оптимальное напряжение 15 В.

Операционный усилитель гарантирует, что его выход срабатывает только после того, как Линия постоянного тока пересекает опорный порог стабилитрона 15 В, что позволяет затворам полевого МОП-транзистора получить оптимальное значение 15 В постоянного тока для проводимости.

Красная линия, связанная с выводом 3 микросхемы IC 741, может быть переключена через оптопару для требуемого переключения от внешнего источника.

Как это работает : Как мы видим, инвертирующий вход операционного усилителя связан с стабилитроном 15 В, который формирует опорный уровень для вывода 2 операционного усилителя. Контакт 3, который является неинвертирующим входом операционного усилителя, подключен к положительной линии. Эта конфигурация гарантирует, что выходной контакт 6 операционного усилителя выдает напряжение 15 В только после того, как его напряжение на контакте 3 достигает отметки 15 В. Действие гарантирует, что полевые МОП-транзисторы проводят только через допустимое оптимальное напряжение затвора 15 В, обеспечивая правильную работу SSR.

Изолированное переключение

Основной особенностью любого SSR является предоставление пользователю возможности изолированного переключения устройства с помощью внешнего сигнала.

Вышеупомянутая конструкция на основе операционного усилителя может быть упрощена с помощью этой функции, как показано в следующей концепции:

Как диоды работают как мостовой выпрямитель

Во время положительных полупериодов ток проходит через D1, 100k, стабилитрон, D3 и обратно к источнику переменного тока.

Во время другого полупериода ток проходит через D2, 100k, стабилитрон, D4 и обратно к источнику переменного тока.

Каталожный номер: SSR

Твердотельное реле 12 В постоянного тока с использованием BUZ71A

Полупроводниковое реле предназначено для переключения нагрузки постоянного или переменного тока, некоторые из них могут переключать нагрузки как переменного, так и постоянного тока. Их выход (переменный, постоянный или переменный / постоянный ток) зависит от типа коммутационного устройства, используемого в их схемах, такого как транзистор (МОП или биполярный), симистор или тиристор.

В этом проекте мы создаем твердотельное реле 12 В постоянного тока с использованием оптрона и полевого МОП-транзистора.Твердотельные реле используются вместо механических реле. В механических реле много движущихся частей. Как следует из названия, это реле находится в твердотельном корпусе и не имеет движущихся частей, оно обеспечивает все функции, аналогичные механическому реле, и может включаться и выключаться намного быстрее, чем они.

Аппаратные компоненты

Принципиальная схема

Рабочий

Работа этой схемы довольно проста и понятна. Входной сигнал 5-12 В подается на схему, которая подается на оптрон PC817. Внутренний фототранзистор оптопары активируется и отправляет выходной сигнал, который становится входом полевого МОП-транзистора BUZ71A.МОП-транзистор начинает проводить, и нагрузка постоянного тока, подключенная к транзистору, активируется.

Эта схема может легко управлять нагрузкой постоянного тока 10 ампер. Чтобы управлять более высокой нагрузкой постоянного тока, вы можете использовать высокоамперный MOSFET-транзистор. Например, МОП-транзистор IRFZ44N может управлять нагрузкой 40 ампер. Вы должны использовать радиатор с любым MOSFET-транзистором, который вы используете.

Приложения и использует

• Если вы управляете двигателями и т. Д., Эту схему можно использовать в качестве изолятора для ваших микроконтроллеров или проектов Arduino.
• Его можно использовать как схему фиксации.
• Если вам требуется переключение с высокой нагрузкой, вы можете использовать эту схему.

Твердотельное реле DIY — Share Project

ВВЕДЕНИЕ С шести лет я подумал, что было бы круто сделать своего собственного веб-кастера. Не зная тогда многого, я подумал, что могу использовать леску с присоской на конце, и это может помочь.3D-принтеры только становились доступными, а у нас их в то время не было. Итак, идея проекта была отложена. С тех пор мы с папой стали Творцами. Это натолкнуло меня на мысль, что, если бы в «Стихах-пауках» был другой персонаж — скажем, 14 лет, единственный ребенок, выросший со старыми моторами и механическими деталями в подвале и электронными приборами. У него накопилось два 3D-принтера и сварщик. В 9 лет он открыл канал Maker (Raising Awesome). Его отец импульсивно купил швейную машинку в Prime Day, и ТОГДА, в 14 лет, его укусил радиоактивный жук Maker… ну арахнид. Сначала он был Создателем, а затем получил свои паучьи способности. На что был бы похож этот персонаж? Итак, мы придумали перчатку Веблингера и схему Spidey-Sense Visual AI. ДИЗАЙН ПРОЕКТА Вебслингер В перчатке веблингера находится 16-граммовый баллончик с СО2, с помощью которого можно выстрелить в крючок, привязанный к кевлару. Для этого не требуется никакого микроконтроллера, только клапан, который вы найдете для накачивания велосипедных шин. У него будет двигатель в перчатке, чтобы отследить кевлар. Spider-SenseКамера и amp; датчик приближения был вшит в спину рубашки.Raspberry Pi A + служил мозгом для всего костюма, управляя всеми датчиками и камерами внутри костюма. Наряду с этим мы использовали Pi SenseHat со встроенным дисплеем RGB для изменения логотипов, например, при срабатывании «Spidey Sense». За время этого конкурса я смог выиграть последний костюм на Хеллоуин. Вы можете найти модель на нашем сайте GitHub: https://github.com/RaisingAwesome/Spider-man-Into-the-Maker-Verse/tree. /master. Это код для запуска RGB и вибрации: from sense_hat import SenseHat время импорта импорт RPi.GPIO как GPIO # Режим GPIO (ПЛАТА / BCM) GPIO.setmode (GPIO.BCM) # установить контакты GPIO GPIO_ECHO = 9 GPIO_TRIGGER = 10 GPIO_VIBRATE = 11 # установить направление GPIO (IN / OUT) GPIO.setup (GPIO_TRIGGER, GPIO.OUT) GPIO.setup (GPIO_ECHO, GPIO.IN) GPIO.setup (GPIO_VIBRATE, GPIO.OUT) смысл = SenseHat () г = (0, 255, 0) б = (0, 0, 255) у = (255, 255, 0) ш = (255,255,255) г = (204, 0, 0) a1 = [ б, г, б, б, б, б, г, б, б, г, б, б, б, б, г, б, б, б, г, г, г, г, б, б, б, б, б, г, г, б, б, б, г, г, г, г, г, р, г, г, б, б, б, г, г, б, б, б, б, б, г, б, б, г, б, б, б, г, б, б, б, б, г, б ] a2 = [ б, б, г, б, б, г, б, б, б, г, б, б, б, б, г, б, б, б, г, г, г, г, б, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, г, г, г, г, г, г, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, б, г, б, б, г, б, б, б, б, г, б, б, г, б, б ] a3 = [ г, б, б, б, б, б, б, г, б, г, б, б, б, б, г, б, б, б, г, г, г, г, б, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, г, г, г, г, г, г, б, г, б, б, г, г, б, б, г, б, б, г, б, б, г, б, б, б, г, б, б, б, б, г, б ] def animate (): # dist дано в футах.# скорость рассчитывается по линейному уравнению y = mx + b, где b = 0 и m = 0,1 sense.set_pixels (a1) time.sleep (0,05 * расстояние ()) sense.set_pixels (a2) time.sleep (0,05 * расстояние ()) sense.set_pixels (a1) time.sleep (0,05 * расстояние ()) sense.set_pixels (a3) time.sleep (0,05 * расстояние ()) def distance (): # Возвращает расстояние в футах StartTime = time.time () timeout = time.time () timedout = Ложь # установите для Trigger значение HIGH, чтобы подготовить систему GPIO.вывод (GPIO_TRIGGER, True) # установите Триггер через 0,00001 секунды (10 мкс) на НИЗКИЙ, чтобы отправить пинг от датчика time.sleep (0,00010) GPIO.output (GPIO_TRIGGER, ложь) # чтобы не ждать вечно, установим тайм-аут, если что-то пойдет не так. а GPIO.input (GPIO_ECHO) == 0: # если мы не получили ответ, чтобы сообщить нам, что он собирается пинговать, двигайтесь дальше. # датчик должен сработать, сделать свое дело и начать отчитываться через миллисекунды.StartTime = time.time () если (time.time () & gt; тайм-аут + .025): timedout = True перерыв #print («Истекло время ожидания эхо от низкого до высокого:», время ожидания) timeout = Время начала StopTime = Время начала а GPIO.input (GPIO_ECHO) == 1: # если мы не получим отскока на датчике с верхней границей его диапазона обнаружения, двигайтесь дальше. # Ультразвук движется со скоростью звука, поэтому он должен возвращаться, по крайней мере, # быстро для вещей, находящихся в пределах допустимого диапазона обнаружения.timedout = Ложь StopTime = time.time () если (time.time () & gt; тайм-аут + .025): timedout = True перерыв #print («Тайм-аут эха от высокого до низкого:», время ожидания) # записываем время, когда оно вернулось к датчику # разница во времени между стартом и прибытием TimeElapsed = StopTime — Время начала # умножаем на звуковую скорость (34300 см / с) # и разделим на 2, потому что он должен пройти через расстояние и обратно # затем преобразовать в футы, разделив все на 30.48 см на фут расстояние = (Истекшее время * 17150) / 30,46 #print («Расстояние:», расстояние) если (расстояние & lt; .1): расстояние = 5 distance = round (расстояние) если расстояние & lt; 5: вибрировать () расстояние возврата def vibrate (): # если что-то очень близко, вибрируйте spidey-sense #code pending GPIO.output (GPIO_VIBRATE, Истина) time.sleep (.1) GPIO.output (GPIO_VIBRATE, ложь) # Следующая строка позволит этому скрипту работать автономно, или вы можете # импортировать сценарий в другой сценарий, чтобы использовать все его функции.если __name__ == ‘__main__’: пытаться: GPIO.output (GPIO_TRIGGER, ложь) GPIO.output (GPIO_VIBRATE, ложь) время сна (1) в то время как True: анимировать () # Следующая строка — это пример из импортированной библиотеки SenseHat: # sense.show_message («Шон любит Бренду и Коннора !!», text_colour = желтый, back_colour = синий, scroll_speed = .05) # Обработка нажатия CTRL + C для выхода кроме KeyboardInterrupt: print («\ n \ nВыполнение Spiderbrain остановлено.\ n «) GPIO.cleanup () Визуальный AII Если вы видели Человека-паука: Возвращение домой, вы бы знали о новом ИИ под брендом Старка, Карен, который Питер использует в своей маске, чтобы помочь ему в миссиях. Карен была разработана, чтобы иметь возможность выделять угрозы и предупреждать Питера о его окружении, а также управлять многими функциями его костюма. Хотя создание чат-бота с ИИ, который отвечает голосом и чувством эмоций, может быть не самой простой задачей для этого соревнования, мы все же задумались, чтобы включить способ создания этого искусственного «паучьего чутья».«Мы решили, что сейчас самое подходящее время, чтобы воспользоваться всплеском популярности Microsoft Azure и API машинного зрения, предоставляемого Microsoft. Мы создали решение« видеть в темноте »с помощью Raspberry Pi Model A и камера NoIR: облачный сервис Microsoft Computer Vision может анализировать объекты на изображении, которое снимается камерой Raspberry Pi (также известной как моя камера Pi-der), прикрепленной к ремню. Чтобы активировать это супер-шестое чувство, у меня есть как только акселерометр Sense Hat стабилизируется, снимок будет сделан автоматически.Используя личную точку доступа моего мобильного телефона, API Azure анализирует изображение, а пакет eSpeak Raspberry Pi сообщает мне об этом через наушник. Это позволяет костюму определять, приближается ли за мной машина или злой злодей. Python Visual AI для Microsoft Azure Machine Vision: import os запросы на импорт из Picamera импорт PiCamera время импорта # Если вы используете блокнот Jupyter, раскомментируйте следующую строку. #% matplotlib встроенный import matplotlib.pyplot как plt из PIL импорта изображения из io импорт BytesIO камера = PiCamera () # Добавьте ключ подписки Computer Vision и конечную точку в переменные среды. subscription_key = «ЗДЕСЬ ВАШ КЛЮЧ !!!» endpoint = «https://westcentralus.api.cognitive.microsoft.com/» Analyse_url = конечная точка + «видение / версия 2.0 / анализ» # Установите image_path как локальный путь к изображению, которое вы хотите проанализировать. image_path = «image.jpg» def spidersense (): камера.start_preview () время сна (3) camera.capture (‘/ home / spiderman / SpiderBrain / image.jpg’) camera.stop_preview () # Считываем изображение в байтовый массив image_data = open (image_path, «rb»). read () headers = {‘Ocp-Apim-Subscription-Key’: subscription_key, ‘Content-Type’: ‘application / octet-stream’}. params = {‘visualFeatures’: ‘Категории, Описание, Цвет’} ответ = запросы.post ( analysis_url, headers = headers, params = params, data = image_data). отклик.Raise_for_status () # Объект «анализ» содержит различные поля, описывающие изображение. Большинство # соответствующий заголовок для изображения получается из свойства ‘description’. анализ = response.json () image_caption = analysis [«описание»] [«captions»] [0] [«текст»]. capitalize () the_statement = «espeak -s165 -p85 -ven + f3 \» Коннор. Я вижу «+ \» «+ image_caption +» \ «—stdout | aplay 2 & gt; / dev / null» os.system (the_statement) #print (image_caption) паучье чувство () СОЗДАЙТЕ ВИДЕО Чтобы увидеть все это вместе, вот наше видео о сборке:

Photo Voltaic Tutorial Выходные твердотельные реле MOSFET

Фиг.1

Льюис Лофлин

Здесь мы рассмотрим использование оптопар с фотодиодно-гальваническим выходом для включения-выключения силовых MOSFET-транзисторов. МОП-транзисторы — это устройства с напряжением , управляемые напряжением , поэтому требования к приводам очень малы.

Посмотрим на обе коммерческие единицы.

На рис. 1 показано типичное твердотельное реле переменного тока, использующее фотомистор и светодиодный эмиттер. Проблема в том, что они не работают на постоянном токе, потому что после включения остаются включенными до тех пор, пока не отключится питание.

Рис. 2

На рис. 2 показано, как фотодиод генерирует небольшое напряжение при воздействии света. Дополнительные сведения об основных операциях см. В разделе «Работа и использование фотодиодных схем

».
Рис. 3

На Рис. 3 мы видим фотоэлектрический выходной оптрон VOM1271. Он использует группу фотодиодов, включенных последовательно, чтобы генерировать полезное выходное напряжение. При включении светодиода генерируется 7-10 вольт — VOM1271 также включает в себя схему отключения (резистор сброса напряжения) для включения полевого МОП-транзистора при выключении светодиода.

Доступно несколько таких устройств. См. Раздел «Реле постоянного тока на полевых МОП-транзисторах с использованием фотоэлектрических драйверов».

Причина, по которой мы обычно используем оптопары, заключается в обеспечении интерфейса с разными уровнями напряжения, развязке по напряжению между датчиками высокого напряжения и микроконтроллерами низкого напряжения и помехозащищенности. В этих примерах мы изолируем высокое напряжение от микроконтроллера, такого как Arduino.

Рис. 4

На Рис. 4 показаны соединения между фотоэлектрическим оптопарой и N-канальным силовым МОП-транзистором IRF630.Микроконтроллер, такой как Arduino, будет обращаться со светодиодом так же, как и с любым другим светодиодом. Когда светодиод включен, матрица фотодиодов вырабатывает около 7 вольт, включая затвор IRF630.

Только для постоянного тока — соблюдайте полярность! Номинальное напряжение и ток определяются полевым МОП-транзистором — диод является внутренним по отношению к полевому МОП-транзистору. Можно использовать любое количество полевых МОП-транзисторов.

См. Также раздел «Подключение выходных твердотельных реле Crydom MOSFET».

Рис. 5

На Рис. 5 показано твердотельное реле TIP3123, коммерческое устройство.Отличие заключается в использовании двух полевых МОП-транзисторов в дополнение к фотоэлектрической оптронной схеме. Два выходных контакта подключены к стокам полевого МОП-транзистора.

Подробнее о полевых МОП-транзисторах см .:

Рис. 6

Внутренние соединения с TIP3123 показаны на Рис. 6. У нас есть светодиод эмиттера и матрица напряжения фотодиода, затворы на полевых МОП-транзисторах связаны вместе, как и соединения источников. Два открытых дренажных соединения образуют выходные соединения. Матрица фотодиодов подключается между соединениями затвор-исток — оба полевых МОП-транзистора включаются одновременно светодиодом.

Рис.7

LBA110 — это двойной SSR с поворотом: соединения на выводах 5 и 6 такие же, как и выше, с N-канальными MOSFET, являются NO, а выводы 7 и 8 образуют нормально закрытое реле (NC) . То есть реле работает, когда светодиоды на контактах 1 и 2 выключены.

Рис. 8

На рис. 8 показан SSR LCA715, рассчитанный на 60 В при 2 А. Как и две мои схемы SSR выше, соединение с общим источником выведено на контакт 5, что позволяет использовать два разных способа подключения устройства.

В верхней половине рис. 8 показаны соединения переменного или постоянного тока — оставьте контакт 5 отключенным .

Нижняя половина иллюстрирует конфигурацию только постоянного тока с открытыми стоками (контакты 4 и 6), соединенными вместе, и нагрузкой, подключенной между ними и контактом 5. Соблюдайте полярность! Это Н.О. только режим.

Рис. 9

На Рис. 9 показан G3VM-81PR, рассчитанный на 80 В постоянного / переменного тока при 120 мА. Это Н.О. только и является устройством для монтажа на печатной плате.

Фиг.10

На рис. 10 показан Lh2540, который выводит общий источник на контакт 5. Он рассчитан на 360 В переменного / постоянного тока при 120 мА. Он может быть подключен только для переменного / постоянного тока или только для постоянного тока, как показано на рис. 10. Это монтаж на печатной плате либо для поверхностного монтажа, либо для сквозного монтажа.

Рис. 11

На Рис. 11 показан TLP172, рассчитанный на 60 В переменного / постоянного тока при 400 мА. Это только поверхностный монтаж.

Существует множество твердотельных реле. Их более низкая стоимость и более высокая надежность будут по-прежнему заменять старые магнитные реле.

Ардуино

Другие схемы

S.no	Компонент	Кол-во
1.	5-12 В входное питание	1
2.	Оптопара PC817	1
3.	MOSFET BUZ71A	1
4.	Резисторы (470 Ом, 10 кОм)

Реле | Твердотельные реле

-2143-2-ND

SSR RELAY SPST-NO 120MA 0-350V

-29154

000 N

255-2144-1-ND

255-2144-6-ND

SSR RELAY SPST-NO 130MA 0-350V

-1146

-29152

-29152

SSR RELAY SPST-NO 120MA 0-350V

SSR РЕЛЕ SPST-NC 100MA 0-400V

SSR РЕЛЕ SPST-NO 100MA 0-350V

19315

9032

255-2685-1-ND

255-2685-6-ND

255311

30 1

ND

255-3382-1-ND

962-215

962-215

255-6062-1-ND

255-6062-6-ND

-2000

SSR RELAY SPST-NO 150MA 0-25V

000 255-1982-1-ND

255-1982-6-ND

SSR РЕЛЕ SPST-NO 150MA 0-80V

SSR RELAY SPST-NO 20MA 0-1500V

955315

SSR RELAY SPST-NO 120MA 0-350V

$ 0,

11,000 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

120 мА

25 Ом

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

$ 1,67 000

3283 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

120 мА

25 Ом

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

$ 1,21604

28,000 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1,000

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

130 мА

35 Ом

Крыло чайки

6-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

6-SMD

901 SSR РЕЛЕ SPST-NC 100MA 0-400V

$ 1,49884

3,000 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1,000

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NC (1 форма B)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 400 В

0 В ~ 400 В

100 мА

35 Ом

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

$ 3,01000

2976 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

000 N

255-3537-1-ND 255-3537-6-ND

PhotoMOS ™ AQW

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A) x 2

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

120 мА

25 Ом

Крыло чайки

8-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

8-SMD

901 SSR RELAY SPST-NO 500MA 0-60V

$ 3,54000

231 — Непосредственно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

255-2111-1-ND 255-2111-6-ND

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 60 В

0 В ~ 60 В

500 мА

2,5 Ом

Крыло чайки

6-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

6-SOP

$ 3.61000

2857 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

000

000 255-3869-1-ND 255-3869-6-ND

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NC (1 форма B)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 400 В

0 В ~ 400 В

100 мА

50 Ом

Крыло чайки

6-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

6-SOP

$ 2,00 788

47,000 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1,000

PhotoMOS ™ AQW

Лента и катушка (TR)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A) x 2

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

100 мА

35 Ом

Крыло чайки

8-SOP (0,173 дюйма, ширина 4,40 мм)

8-SOP

SSR РЕЛЕ SPST-NO 1.2A 0-600V

$ 2,21000

18,953 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

AQ-H

Трубка

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC

1.21 В постоянного тока

0 В ~ 600 В

0 В ~ 600 В

1,2 A

—

Крыло чайки

8-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм), 7 выводов

8-SMD

SSR RELAY SPST-NO 250MA 0-40V

$ 5.14000

13,260 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC (RF)

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 40 В

0 В ~ 40 В

250 мА

1,25 Ом

SMD (SMT) Tab

4-SMD (0,175 дюйма, 4,45 мм)

4-SSOP

SSR RELAY SPST-NO 100MA 0-350V

$ 4.39000

31035 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

PhotoMOS ™ AQW

Лента и катушка (TR) Отрезанная лента (CT)

Active

Крепление на поверхность

SPST-NO (1 форма A) x 2

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

100 мА

35 Ом

Крыло чайки

8-SOP (0,173 дюйма, ширина 4,40 мм)

8-SOP

SSR RELAY SPST-NO 500MA 0-60V

$ 5,21 000

1,112 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

255-3383-1-ND

PhotoMOS ™ AQW

Лента и катушка (TR) Обрезанная лента (CT)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A) x 2

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 60 В

0 В ~ 60 В

500 мА

2,5 Ом

Крыло чайки

8-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

8-SMD

901 SSR RELAY SPST-NO 1.25A 0-60V

$ 5,33000

2762 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.32 В постоянного тока

0 В ~ 60 В

0 В ~ 60 В

1,25 A

500 мОм

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

SSR РЕЛЕ SPST-NO 100MA 0-400V

$ 5,33000

2,430 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

1

255-6040-1-ND 255-6040-6-ND

PhotoMOS ™ AQW

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A) x 2

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 400 В

0 В ~ 400 В

100 мА

50 Ом

Крыло чайки

8-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

8-SMD

901 SSR RELAY SPST-NO 150MA 0-400V

$ 5,41000

7 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

255-2125-1-ND

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR) Режущая лента (CT)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC , ДК

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 400 В

0 В ~ 400 В

150 мА

16 Ом

Крыло чайки

6-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

6-SMD

901 SSR RELAY SPST-NO 1.6A 0-40V

$ 5.55000

14249 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

-20002 255-3566-1-ND 255-3566-6-ND

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.32 В постоянного тока

0 В ~ 40 В

0 В ~ 40 В

1,6 A

150 мОм

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

SSR RELAY SPST-NO 2.5A 0-60V

$ 5,38000

1428 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

-20002 255-3870-1-ND 255-3870-6-ND

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 60 В

0 В ~ 60 В

2,5 A

120 мОм

Крыло чайки

6-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

6-SMD

SSR RELAY SPST-NO 200MA 0-250V

$ 5.57000

1311 — Непосредственно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

N

255-3376-1-ND

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT)

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC , ДК

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 250 В

0 В ~ 250 В

200 мА

8 Ом

Крыло чайки

6-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

6-SMD

901 SSR РЕЛЕ SPST-NO 120MA 0-80V

$ 5.

10,858 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

255-6073-1-ND 255-6073-6-ND

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC (RF)

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 80 В

0 В ~ 80 В

120 мА

15 Ом

SMD (SMT) Tab

4-SMD (0,175 дюйма, 4,45 мм)

4-SSOP

SSR RELAY SPST-NO 500MA 0-60V

$ 5.

1,419 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

ND 255-3863-1-ND 255-3863-6-ND

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC (RF)

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 60 В

0 В ~ 60 В

500 мА

1,2 Ом

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

$ 5,72000

28882 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

2 000 N

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC (RF)

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 25 В

0 В ~ 25 В

150 мА

7,5 Ом

SMD (SMT) Tab

4-SMD (0,175 дюйма, 4,45 мм)

4-SSOP

SSR RELAY SPST-NO 350MA 0-80V

$ 6.10000

9,179 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

30 ND 255-3342-1-ND

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Отрезанная лента (CT)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC (RF)

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 80 В

0 В ~ 80 В

350 мА

1,2 Ом

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

$ 6,16000

1249 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

-2 1

-2 255-3862-1-ND 255-3862-6-ND

PhotoMOS ™ AQY

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC (RF)

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 80 В

0 В ~ 80 В

150 мА

15 Ом

Крыло чайки

4-SOP (0,173 дюйма, 4,40 мм)

4-SOP

$ 3,63398

0 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1,000

PhotoMOS ™ AQV

Лента и катушка (TR)

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 1500 В

0 В ~ 1500 В

20 мА

500 Ом

Крыло чайки

6-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

6-SMD

901 SSR RELAY SPST-NO 130MA 0-350V

$ 3.76000

1565 — Немедленно

Panasonic Electric Works

Panasonic Electric Works

1

1

PhotoMOS ™ AQY

Трубка

Активный

Поверхностный монтаж

SPST-NO (1 форма A)

AC, DC

1.14 В постоянного тока

0 В ~ 350 В

0 В ~ 350 В

130 мА

25 Ом

Крыло чайки

4-SMD (0,300 дюйма, 7,62 мм)

4-SMD

Здание твердотельное реле? Включает ли решение оптопары или цифровые изоляторы?

Стандартные твердотельные реле (SSR)

надежны и компактны, но трудно найти реле, способное проводить ток более нескольких сотен миллиампер. Если вам, например, нужен изолированный SSR для переключения линейных напряжений, вам, возможно, придется построить его самостоятельно из силовых полевых транзисторов.Вы можете использовать оптопары для обеспечения гальванической развязки между управлением и затворами полевого транзистора, но где вы получите достаточно мощности на изолированной стороне, чтобы оптопара действительно управляла затворами полевого транзистора?

На рисунке ниже показано, как можно использовать цифровой изолятор для построения SSR. Устройство имеет два канала данных для управления двумя затворами на полевых транзисторах, и каждый канал может выдавать до 20 мА на емкостную нагрузку. ADuM521x оснащен iso Power®, интегрированным изолированным преобразователем постоянного тока в постоянный, который обеспечивает вторичную обмотку достаточной мощностью для переключения дискретных силовых вентилей на полевых транзисторах при высокой скорости заполнения и хорошей скорости нарастания напряжения затвора.

Сочетание мощности и возможностей управления сигналом цифрового изолятора позволяет контролировать большие напряжения и токи. Основное требование к полевому транзистору — чтобы его порог затвора был ниже 5 В, обеспечиваемого устройством. Любые другие комбинации тока и напряжения ограничиваются только выбранными полевыми транзисторами.

Схема, приведенная выше, была построена с использованием шестигранных полевых транзисторов канала N IRF540N с резисторами затвора 250 Ом. Последовательная конфигурация полевого транзистора обеспечивает линейность импеданса при 0 В, когда устройство включено, и симметричную блокировку напряжения, когда устройство выключено.Если требуется нормально замкнутое реле, можно использовать полевой транзистор с р-каналом. Эта схема способна переключать 30 А при напряжении до 100 В, а время включения составляет около 20 мкс. Это очень быстро по сравнению с SSR на основе оптронов и механическими реле.

Цифровой изолятор имеет дополнительное преимущество в виде регулируемого выходного напряжения до 5,5 В, что дает дополнительный запас для пороговых значений управления затвором. Делитель, устанавливающий выходное напряжение, явно не показан. Обратитесь к таблице данных для большей ясности.

Это реле iso на основе мощности может модулировать мощность в диапазоне кГц, что достаточно быстро, чтобы уменьшить яркость ламп накаливания или обеспечить управление скоростью двигателя постоянного тока.При соответствующем выборе полевого транзистора можно легко сконструировать сетевой выключатель. Этот универсальный коммутатор может быть построен с меньшими затратами, чем модули SSR или компоненты опто-МОП.

Цепь твердотельного реле

| ElecCircuit.com

Вот простая схема твердотельного реле. Зачем это нужно? Представьте, что вам нужно управлять нагрузкой с помощью сети переменного тока. Часто для включения-выключения нагрузки используется силовое реле.Но в некоторых случаях реле использовать нельзя. Например, в местах, чувствительных к искрам. Во время работы реле может возникнуть искра.

Как это работает

Представьте себе схему твердотельного реле, которая обычно используется для управления входным напряжением от 3 до 24 В.

Однако в реальной эксплуатации. Мы обнаружили это при низком входном напряжении. Производительность схемы снижена. Потому что большинство входных цепей будут использовать резистор для управления током, протекающим через светодиодный передатчик.

При низком напряжении ток очень мал, так что выходные цепи, управляющие током затвора симистора, уменьшаются, ток, протекающий через нагрузку, уменьшается. Если лампа является нагрузкой, очевидно, что лампа не горит или слабый свет.

Возможны модификации путем уменьшения резисторов. При использовании высокого входного напряжения. Ток, протекающий через светодиодный передатчик, будет слишком большим, пока он не может быть поврежден.

Чтобы решить эту проблему. Мы разработали новые входные цепи, поэтому питание светодиодного передатчика является постоянным током на всех уровнях входного напряжения.

Работа схем

Из схем видно, что транзистор Q1 действует как постоянный ток на светодиодный передатчик в IC1-OPTO ISOLATOR.

Когда мы присоединяем R1 к светодиоду, базовое напряжение Q1 будет постоянным около 2 вольт, а на выводе эмиттера Q1 также будет около 1,5 вольт.

Исходя из значения резистора R2 в этой схеме, мы получим постоянный ток, протекающий через транзистор Q1 и светодиод около 30 мА на выходе, а также постоянный ток на выводе 4 IC1 для управления затвором симистора.

Итак, ток, протекающий через нагрузку, — это определенная величина, необходимая в любое время.

No related posts.